La vida entera de un fot¨®n

Un fotodetector convencional registra una part¨ªcula de luz, un fot¨®n, pero s¨®lo una vez. No puede hacerlo dos veces porque en la misma detecci¨®n, la primera y ¨²ltima, absorbe su energ¨ªa, lo destruye, o al menos lo altera radicalmente. Pero unos f¨ªsicos franceses y alemanes se las han ingeniado para ver un fot¨®n muchas veces, sin destruirlo, y seguir su vida. Es una vida corta, de unos 0,13 segundos, y se desarrolla entera en una especie de caja de espejos de 2,7 cent¨ªmetros de largo, pero estos cient¨ªficos han logrado hacer un centenar de registros del fot¨®n en ese corto tiempo y as¨ª han podido vigilar, como ellos mismos dicen, "el nacimiento, vida y muerte de fotones individuales". Sebasti¨¦n Gleyzes (Escuela Normal Superior, Par¨ªs) dirige el equipo.

El dif¨ªcil experimento, que hoy se expone en la revista Nature, no es una mera curiosidad. Posiblemente tenga aplicaciones en la futura computaci¨®n cu¨¢ntica, pero adem¨¢s, va a despertar mucho inter¨¦s por la propia f¨ªsica que entra?a, en el dominio de la mec¨¢nica cu¨¢ntica. Como recuerda Ferdinand Schmidt-Kaler (Universidad de Ulm, Alemania) al comentar el trabajo en la revista, "seg¨²n las leyes estrictas del mundo cu¨¢ntico, cualquier medida de un fot¨®n provoca en ¨¦l alteraciones inevitables", alteraciones que Gleyzes y sus colegas evitan h¨¢bilmente en su detecci¨®n continuada y seguimiento del fot¨®n individual, del cuanto de luz.

El truco de esa t¨¦cnica no destructiva del fot¨®n est¨¢ en utilizar un contador transparente, capaz de ver los fotones sin destruirlos, explican los cient¨ªficos. Se trata de un flujo de ¨¢tomos de rubidio que atraviesa la peque?a caja de fotones, cuyas paredes son espejos ultrarreflectivos y enfriados a baj¨ªsimas temperaturas. Un fot¨®n interacciona con un ¨¢tomo de rubidio alterando sus niveles de energ¨ªa pero sin ser absorbido, de manera que, tras cada interacci¨®n se analiza con precisi¨®n el ¨¢tomo y se sabe qu¨¦ ha sido de la part¨ªcula de luz. Cada aparici¨®n y desaparici¨®n repentina de un fot¨®n en este detector no destructivo, revela los saltos cu¨¢nticos aleatorios de la luz. As¨ª se han hecho hasta cien medidas consecutivas, lo que supone una larga secuencia de la vida entera del fot¨®n dentro de la caja.

"Como dec¨ªa el Premio Nobel de F¨ªsica Richard Feynman 'No comprendemos la mec¨¢nica cu¨¢ntica', pero como demuestra el logro de Glayzes y sus colegas, sabemos cada vez mejor c¨®mo manejarla en nuestros experimentos", concluye Schmidt-Kaler.