Los investigadores dirigidos por Daniela Angulo de la Universidad de Toronto han revelado otro extraño experimento cuántico: los fotones, partículas de luz en forma de onda, pueden pasar una cantidad negativa de tiempo atravesando una nube de átomos enfriados.
En otras palabras, los fotones pueden parecer salir de un material antes de entrar en él.
“Tomó una cantidad de tiempo positiva, pero nuestro experimento que observa que los fotones pueden hacer que los átomos parezcan pasar una cantidad de tiempo negativo en el estado excitado ha terminado”, escribió Aephraim Steinberg, un físico de la Universidad de Toronto.
La idea de este trabajo surgió en 2017. En ese momento, Steinberg y un colega de laboratorio, el entonces estudiante de doctorado Josiah Sinclair, estaban interesados en la interacción de la luz y la materia, específicamente en un fenómeno llamado excitación atómica: cuando los fotones pasan a través de un medio y son absorbidos, los electrones que giran alrededor de los átomos en ese medio saltan a niveles de energía más altos.
Cuando estos electrones excitados vuelven a su estado original, liberan esa energía absorbida en forma de fotones remitidos, lo que introduce un retraso temporal en el tiempo de tránsito observado de la luz a través del medio.
El equipo de Sinclair quería medir ese retraso temporal (que a veces se denomina técnicamente “retraso de grupo”) y averiguar si depende del destino de ese fotón: ¿se dispersó y absorbió dentro de la nube atómica o se transmitió sin interacción alguna? .
“En ese momento, no estábamos seguros de cuál era la respuesta, y pensábamos que una pregunta tan básica sobre algo tan fundamental debería ser fácil de responder”, aseguró Sinclair.
Debido a que la naturaleza de estos retrasos puede ser tan extraña, algunos investigadores habían descartado el fenómeno como algo que, en efecto, carecía de sentido para describir cualquier propiedad física asociada con la luz.
Después de tres años de planificación, su equipo desarrolló un aparato para poner a prueba esta cuestión en el laboratorio. Sus experimentos implicaron disparar fotones a través de una nube de átomos de rubidio ultra fríos y medir el grado de excitación resultante.
Del experimento surgieron dos sorpresas: a veces los fotones pasaban intactos, pero los átomos de rubidio se excitaban de todos.
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Más extraño aún, cuando los fotones eran absorbidos, parecían remitirse casi instantáneamente, mucho antes de que los átomos de rubidio regresaran a su estado fundamental.
En conclusión, el objetivo del estudio consistió en observar y comprobar el fenómeno conocido como “excitación atómica”, que ocurre como resultado de la interacción con los fotones.
Con información de Popular Mechanic
