Prolongan la existencia de un átomo artificial en un estado de alta energía colocándolo ante un espejo

Los espejos han inspirado muchas leyendas de corte sobrenatural a lo largo de la historia humana, y tienen peculiaridades intrigantes para la ciencia. Ahora, a través de una variante conceptual en la física, han dado un nuevo ejemplo de su fascinante naturaleza.

El equipo del físico Per Delsing, profesor en la Universidad Chalmers de Tecnología en Suecia, ha conseguido alargar diez veces más de lo normal el tiempo de existencia de un átomo artificial en un estado de alta energía mediante la estrategia de situarlo delante de un espejo.

Si añadimos energía a un átomo, podemos llevarlo a un estado que se describe como excitado, y normalmente, tras un cierto tiempo, pierde energía y regresa a su estado original. Delsing y sus colaboradores colocaron un átomo artificial a una distancia concreta de un dispositivo que actúa como un espejo. Acortando la distancia respecto a este último, consiguieron que el átomo permaneciese más tiempo en su estado de alta energía, hasta diez veces más que si el espejo no estuviese ahí.

El átomo artificial es en realidad un circuito eléctrico superconductor que los investigadores hacen que se comporte como un átomo. De la misma manera que a un átomo natural, al artificial se le puede cargar con energía, excitarlo, para que entonces genere emisiones en forma de partículas de luz. En el caso de los experimentos realizados por el equipo de Delsing, la luz tiene una frecuencia mucho más baja que la luz ordinaria, ya que en realidad se trata de microondas.

El tiempo de permanencia del átomo artificial en su estado de alta energía se prolongó hasta diez veces al colocarlo frente a un dispositivo que actúa como un espejo. (Foto: Moa Carlsson y Lisa Kinnerud, Krantz NanoArt. CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/))

Cuando el átomo es colocado frente al espejo, interactúa con su imagen, lo cual cambia la cantidad de fluctuaciones del vacío a las cuales el átomo es expuesto. El sistema desarrollado por el equipo de Delsing es particularmente adecuado para medir fluctuaciones del vacío, que de otro modo son algo muy difícil de medir.

Aunque nos resulte extraño, ni siquiera el vacío más absoluto equivale al concepto de la nada. En realidad, el vacío está repleto de diversas partículas que continuamente surgen o dejan de existir. Estas partículas aparecen, existen durante un fugaz instante y luego vuelven a desaparecer. Como su existencia es tan efímera y extraña, por regla general se las llama partículas virtuales. A este conjunto de apariciones y desapariciones constantes se le describe comúnmente como “fluctuaciones del vacío”.

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