Primera instantánea de la luz funcionando como onda y como partícula

Según establece la mecánica cuántica, la luz puede comportarse a la vez como una onda y como una partícula. Por ejemplo, cuando la radiación ultravioleta alcanza una superficie metálica se produce una emisión de electrones. Para Albert Einstein, este “efecto fotoeléctrico” demostraba que la luz no solo era una onda, sino que también mostraba una naturaleza propia de las partículas. Ahora, un equipo de investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, coordinados por el físico Fabrizio Carbone, ha logrado obtener por primera vez una instantánea de la luz funcionando a la vez de ambas formas.

En un artículo publicado en la revista Nature Communications, estos expertos explican el proceso que les ha permitido lograrlo. En esencia, dispararon un haz láser a un nanofilamento metálico, un diminuto cable a través del que la luz se mueve en dos direcciones, lo que añadió energía a las partículas cargadas presentes en él e hizo que vibraran. Cuando las ondas que viajaban en direcciones opuestas se encontraron, se formó una nueva que permaneció inmóvil alrededor del nanofilamento. Luego, los investigadores lanzaron cerca de este un chorro de electrones. Según interactuaban con la radiación confinada en el cable, aumentaba o disminuía su velocidad.

Cuando el grupo de Carbone utilizó el microscopio para determinar la posición donde tenía lugar este cambio de velocidad, lograron visualizar la onda alrededor del nanofilamento. Además, cuando los electrones pasaban cerca de la onda entraron en contacto con los fotones, lo que afectó a su velocidad. El cambio en la misma se muestra como un intercambio de energía entre electrones y fotones, lo que para los científicos muestra que la luz en el nanofilamento también se comporta como una partícula.

“Nuestro experimento prueba que podemos filmar la mecánica cuántica y su naturaleza paradójica. Esto abrirá nuevas vías de investigación en el desarrollo de la computación cuántica”, señala Carbone.

 

Fotografía: Fabrizio Carbone

 

Etiquetas: ciencia

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