La vida entera de un fotón

Un fotodetector convencional registra una partícula de luz, un fotón, pero sólo una vez. No puede hacerlo dos veces porque en la misma detección, la primera y última, absorbe su energía, lo destruye, o al menos lo altera radicalmente. Pero unos físicos franceses y alemanes se las han ingeniado para ver un fotón 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 centímetros de largo, pero estos científicos han logrado hacer un centenar de registros del fotón en ese corto tiempo y así han podido vigilar, como ellos mismos dicen, "el nacimiento, vida y muerte de fotones individuales". Sebastién Gleyzes (Escuela Normal Superior, París) dirige el equipo.

El difícil experimento, que hoy se expone en la revista Nature, no es una mera curiosidad. Posiblemente tenga aplicaciones en la futura computación cuántica, pero además, va a despertar mucho interés por la propia física que entraña, en el dominio de la mecánica cuántica. Como recuerda Ferdinand Schmidt-Kaler (Universidad de Ulm, Alemania) al comentar el trabajo en la revista, "según las leyes estrictas del mundo cuántico, cualquier medida de un fotón provoca en él alteraciones inevitables", alteraciones que Gleyzes y sus colegas evitan hábilmente en su detección continuada y seguimiento del fotón individual, del cuanto de luz.

El truco de esa técnica no destructiva del fotón está en utilizar un contador transparente, capaz de ver los fotones sin destruirlos, explican los científicos. Se trata de un flujo de átomos de rubidio que atraviesa la pequeña caja de fotones, cuyas paredes son espejos ultrarreflectivos y enfriados a bajísimas temperaturas. Un fotón interacciona con un átomo de rubidio alterando sus niveles de energía pero sin ser absorbido, de manera que, tras cada interacción se analiza con precisión el átomo y se sabe qué ha sido de la partícula de luz. Cada aparición y desaparición repentina de un fotón en este detector no destructivo, revela los saltos cuánticos aleatorios de la luz. Así se han hecho hasta cien medidas consecutivas, lo que supone una larga secuencia de la vida entera del fotón dentro de la caja.

"Como decía el Premio Nobel de Física Richard Feynman 'No comprendemos la mecánica cuántica', pero como demuestra el logro de Glayzes y sus colegas, sabemos cada vez mejor cómo manejarla en nuestros experimentos", concluye Schmidt-Kaler.