Bajan la velocidad de la luz por primera vez
La velocidad de la luz era por definición una constante absoluta. Según estaba establecido en el espacio vacío, la luz viaja a 299.792.458 metros por segundo.
O, eso era lo que hacía hasta ahora, pero un equipo de científicos escoceses logró por primera vez hacer más lenta la velocidad de la luz en laboratorio.
Este experimento cambiará cómo la ciencia entenderá la luz en el futuro.
Fotones que están enmascarados
Ya se sabe que la velocidad de la luz puede ser más lenta cuando atraviesa materiales más densos como el agua y el cristal.
La máscara crea el patrón en el haz de luz, y demostraron que esto es lo que lo hace más lento
Pero cuando regresa al espacio abierto, el haz de luz recupera su velocidad.
En una publicación en la revista Science Express, el equipo de investigadores de las universidades de Glasgow y Heriot-Watt describe en detalle cómo hicieron para lograr disminuir la velocidad de la luz haciendo que se mantenga en el espacio vacío.
Para conseguirlo, pusieron una «máscara» a los fotones – partículas individuales de luz- dándoles a la estructura espacial para reducir su velocidad.
Jacquiline Romero, Daniel Giovanni y colegas de la Universidad de Glasgow construyeron una “pista de carrera” para fotones.
Ahí, los hicieron correr en parejas a la misma distancia hacia una meta determinada. Un fotón viajó en estado normal y, el otro, fue reconfigurado con una máscara.
Ciclista
Para comprender el fenómeno, los investigadores lo compararon con una carrera de ciclismo.
La máscara forzó al fotón a cambiar su forma y a viajar más lento que la velocidad de la luz.
Los investigadores midieron los tiempos de llegada de los dos fotones y notaron que el fotón transformado llegó después.
No fue mucho después -unas pocas millonésimas de un metro-, pero esto fue suficiente para demostrar que el fotón viajaba más lentamente en el espacio vacío.
«La máscara crea un patrón en el haz de luz, y demostramos que esto es lo que lo hace más lento», explicó Miles Padgett, de la Universidad de Glasgow.
«Pero una vez que este patrón es impuesto (sobre el fotón), aunque la luz no está ya dentro de la máscara y se propaga ahora por el espacio vacío, la velocidad continúa siendo lenta», agregó Padgett.
Dualidad cuántica
Pregunta: ¿si el fotón es una partícula, cómo puede crear un patrón?
Esto es porque los fotones existen en maravilloso mundo de la física cuántica, en el que las reglas del mundo sólido que vivimos comienzan a desvanecerse.
Los fotones tienen la cualidad que los físicos llamaron «dualidad onda-partícula».
Es decir, se comportan como una onda y como una partícula a la vez.
Por eso se pueden soltar en una pista de carreras como dos partículas y cambiar la forma de uno de ellos como si fuera una onda.
Para entender el experimento, hay que mirarlo como una carrera de bicicletas.
Puede que el pelotón formado por varios ciclistas se mueva a una velocidad constante.
Pero dentro del grupo, puede ser que un individuo se mueva más lento, y que pare para descansar o beber un vaso de agua.
Mientras, los otros se mueven más rápido para llegar a la meta.
El pelotón equivale al rayo de luz, que viaja a la velocidad de la luz. Los individuos son los fotones, que viajan a una velocidad individual.
«Lo que hace diferente a nuestro experimento (…) es que en vez de observar un pulso de luz que tiene muchos, muchos fotones, nos centramos en un único fotón», dice Padgett.
La investigación tiene implicaciones prácticas.
La luz es utilizada para hacer mediciones extremadamente precisas como por ejemplo cuán lejos está la Luna de la Tierra.
La buena noticia es que esto no llega a cambiar en las mediciones a gran escala.
Pero, los investigadores que están usando lentes de gran apertura para medir precisamente distancias muy cortas, tendrán que considerar a los fotones «tardíos».
Para las aplicaciones más cotidianas, aún está por verse.
¿Qué te parece?