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Dos experimentos logran parar totalmente pulsos de luz

El objetivo es almacenar y transmitir datos en ordenadores cuánticos

Estos experimentos son la consecuencia de numerosos estudios teóricos y una línea de trabajo iniciada hace dos años que demostró que se puede hacer que la luz se propague muy despacio. La velocidad de la luz es distinta según el medio por el que se propaga. En el vacío, su velocidad, de 299. 792 kilómetros por segundo, es la máxima que permiten las leyes físicas. En el aire su velocidad es menor, pero mayor que cuando pasa a través del agua o de un cristal (se observa fácilmente que los rayos se desvían) aunque el retraso es muy pequeño.

Efectos cuánticos

Para conseguir que la luz vaya muy despacio, es preciso que el medio por el que se propague sea uno en el que resulten importantes los efectos cuánticos de interferencia. Son medios no usuales y los montajes necesarios para los experimentos son muy complicados. A principios de 1999, la investigadora danesa Lene Vestergaard Lau, que trabaja en la Universidad de Harvard, logró en un experimento retrasar la propagación de la luz hasta los 60 kilómetros por hora, una velocidad que puede alcanzar fácilmente un ciclista. Ahora, su equipo ha conseguido, con el mismo método, que el pulso alcance velocidad cero, por decirlo de forma poco exacta, y luego recuperarlo intacto. El artículo en el que cuenta los detalles del experimento se publicará el próximo jueves en la revista Nature.

Al mismo tiempo, un equipo del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, dirigido por Mikhail D. Lukin, ha conseguido lo mismo con un método ligeramente diferente. El artículo correspondiente se publicará el 29 de enero en la revista Physical Review Letters.

'Los fotones, partículas sin masa, son los transportadores de información más veloces y robustos', recuerda Lukin, 'pero son difíciles de localizar y almacenar'. Lukin explica que el método que ha utilizado, con un laser y gas de rubidio a una temperatura entre 70 y 90 grados bajo cero, es no destructivo, por lo que se consigue que la fase y el estado cuántico (la información) del pulso introducido, parado y recuperado, se mantengan, aunque también señala que el tiempo de almacenamiento es limitado.

Conseguir esto es un logro porque normalmente la información sobre el estado original de un fotón se pierde cuando éste resulta absorbido por un átomo. Sin embargo, con el método utilizado por Lukin, que él mismo propuso el año pasado, los fotones se mezclan con los átomos formando los llamados polaritones y su energía se dedica exclusivamente a cambiar el spin de los átomos, un proceso reversible. 'La naturaleza no destructiva de esta técnica de almacenamiento de luz la convierte en un atractivo candidato para aplicaciones que requieran una comunicación coherente entre sistemas cuánticos distantes'.

El experimento de Lau se ha hecho a una temperatura mucho menor, muy poco por encima del cero absoluto (273 grados bajo cero) con gas de sodio y también utiliza luz laser para inducir las condiciones necesarias para que se produzca el proceso y controlarlo. La investigadora explica que ella y su equipo han conseguido demostrar experimentalmente que se puede almacenar información óptica coherente en un medio atómico y luego leerla, y que este sistema se podría utilizar para la transferencia de información cuántica. En la misma línea que los dos investigadores, otros expertos han indicado que lo conseguido en estos experimentos señala una vía para conseguir ordenadores mucho más rápidos y comunicaciones más seguras.

* Este artículo apareció en la edición impresa del Viernes, 19 de enero de 2001