Los f¨ªsicos crean un superfot¨®n

Unos f¨ªsicos de la Universidad de Bonn han logrado hacer en su laboratorio algo que hace poco se consideraba imposible: un superfot¨®n, una fuente de luz completamente nueva. Con este descubrimiento se abre potencialmente la v¨ªa a la fabricaci¨®n de l¨¢seres ultravioleta y de rayos X, con una aplicaci¨®n industrial interesante en la producci¨®n de chips m¨¢s potentes que los actuales, con circuitos integrados mucho m¨¢s complejos en el mismo soporte de silicio. Adem¨¢s, el logro en s¨ª mismo de esta nueva forma de luz, basado en minuciosos experimentos, es interesante desde el punto de vista de la f¨ªsica fundamental. El superfot¨®n es un nuevo estado de la materia, denominado condensado Bose-Einstein (BEC, en sus siglas inglesas), que hasta ahora se hab¨ªa logrado con diferentes ¨¢tomos, pero nunca con las part¨ªculas de la luz, los fotones.

Un BEC es una concentraci¨®n de ¨¢tomos o part¨ªculas en un espacio tan compacto, a temperaturas ultrabajas, que ¨¦stos resultan indistinguibles, pierden su identidad, formando una especie de super¨¢tomo o superpart¨ªcula. Es un estado cu¨¢ntico de alta densidad. La idea se remonta a Satyendra Nath Bose y Albert Einstein, en los a?os 1924-25, pero no se logr¨® producir el primer condensado de este tipo hasta 1995. Seis a?os despu¨¦s recibieron el Premio Nobel de F¨ªsica por ello Eric A. Cornell, Wolfgang Ketterle y Carl E. Wieman.

Sin embargo, aunque en principio ser¨ªa posible, no se hab¨ªa logrado hasta ahora un BEC de fotones sencillamente porque las part¨ªculas de la luz, cuando se enfr¨ªan a la temperatura requerida, desaparecen. Hasta hace poco parec¨ªa imposible enfriar la luz y al mismo tiempo concentrarla, como har¨ªa falta para producir un superfot¨®n de este tipo, explican los expertos de la Universidad de Bonn. Jan Kl?rs, Julian Schmitt y Frank Vewinger y Martin Weitz lo han logrado ahora y explican c¨®mo en la revista Nature. Su truco hace que los fotones, que no tienen masa,se comporten como si fueran part¨ªculas con masa.

Este condensado Bose-Einstein fot¨®nico tiene caracter¨ªsticas similares a los l¨¢seres pero con una ventaja decisiva: "Hasta ahora no somos capaces de hacer l¨¢seres que generen luz de una longitud de onda muy peque?a, es decir, de luz ultravioleta o rayos X, mientras que con el condensado fot¨®nico ser¨ªa posible", explica Kl?rs. Aqu¨ª entra la potencial aplicaci¨®n de dise?ar nuevos chips, porque en la industria electr¨®nica se usa el l¨¢ser 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 l¨¢ser ultravioleta o rayos X ser¨ªa como un rotulador de punta fin¨ªsima. As¨ª se podr¨ªan fabricar chips con m¨¢s circuitos y mucho m¨¢s complejos en la misma superficie de silicio, con lo que llegar¨ªa "una nueva generaci¨®n de chips de alto rendimiento y, por tanto, ordenadores m¨¢s potentes". Los investigadores alemanes apuntan tambi¨¦n otras aplicaciones posibles de su superfot¨®n, 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 mol¨¦culas 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 l¨¢ser y as¨ª logran concentrar las part¨ªculas de luz enfriadas harta el punto de que se condensan formando el Condensado Bose-Eintein fot¨®nico o superfot¨®n.