Los físicos crean un superfotón

Unos físicos de la Universidad de Bonn han logrado hacer en su laboratorio algo que hace poco se consideraba imposible: un superfotón, una fuente de luz completamente nueva. Con este descubrimiento se abre potencialmente la vía a la fabricación de láseres ultravioleta y de rayos X, con una aplicación industrial interesante en la producción de chips más potentes que los actuales, con circuitos integrados mucho más complejos en el mismo soporte de silicio. Además, el logro en sí mismo de esta nueva forma de luz, basado en minuciosos experimentos, es interesante desde el punto de vista de la física fundamental. El superfotón es un nuevo estado de la materia, denominado condensado Bose-Einstein (BEC, en sus siglas inglesas), que hasta ahora se había logrado con diferentes átomos, pero nunca con las partículas de la luz, los fotones.

Un BEC es una concentración de átomos o partículas en un espacio tan compacto, a temperaturas ultrabajas, que éstos resultan indistinguibles, pierden su identidad, formando una especie de superátomo o superpartícula. Es un estado cuántico de alta densidad. La idea se remonta a Satyendra Nath Bose y Albert Einstein, en los años 1924-25, pero no se logró producir el primer condensado de este tipo hasta 1995. Seis años después recibieron el Premio Nobel de Física por ello Eric A. Cornell, Wolfgang Ketterle y Carl E. Wieman.

Sin embargo, aunque en principio sería posible, no se había logrado hasta ahora un BEC de fotones sencillamente porque las partículas de la luz, cuando se enfrían a la temperatura requerida, desaparecen. Hasta hace poco parecía imposible enfriar la luz y al mismo tiempo concentrarla, como haría falta para producir un superfotón de este tipo, explican los expertos de la Universidad de Bonn. Jan Klärs, Julian Schmitt y Frank Vewinger y Martin Weitz lo han logrado ahora y explican cómo en la revista Nature. Su truco hace que los fotones, que no tienen masa,se comporten como si fueran partículas con masa.

Este condensado Bose-Einstein fotónico tiene características similares a los láseres pero con una ventaja decisiva: "Hasta ahora no somos capaces de hacer láseres que generen luz de una longitud de onda muy pequeña, es decir, de luz ultravioleta o rayos X, mientras que con el condensado fotónico sería posible", explica Klärs. Aquí entra la potencial aplicación de diseñar nuevos chips, porque en la industria electrónica se usa el láser para grabar los circuitos en el soporte de material semiconductor, pero hacerlo con haces de luz de longitud de onda grande es como pintar con un rotulador de punta gruesa, mientras que un láser ultravioleta o rayos X sería como un rotulador de punta finísima. Así se podrían fabricar chips con más circuitos y mucho más complejos en la misma superficie de silicio, con lo que llegaría "una nueva generación de chips de alto rendimiento y, por tanto, ordenadores más potentes". Los investigadores alemanes apuntan también otras aplicaciones posibles de su superfotón, por ejemplo en la industria fotovoltaica.

En los experimentos, han montado dos espejos altamente reflectantes entre los cuales rebotan los haces de luz, con un pigmento disuelto en medio con cuyas moléculas chocan los fotones. "Durante el proceso, los fotones asumen la temperatura del fluido", apunta Weitz. Aumentan la cantidad de fotones entre los espejos excitando el pigmento con un láser y así logran concentrar las partículas de luz enfriadas harta el punto de que se condensan formando el Condensado Bose-Eintein fotónico o superfotón.