Control de partículas cuánticas por el Prof. Dr. D. Miguel Ortuño Ortín, académico de número

El último premio Nobel de Física ha recaído en los investigadores David Wineland del NIST de EEUU y Serge Haroche del Collage de France y la École Normale Supériere de Francia, por sus trabajos sobre el control de partículas en el mundo cuántico. El primero construyó dispositivos para el control de átomos, mientras que el segundo hizo lo propio para el control de fotones o cuantos de luz. Los átomos y los iones pueden atraparse mediante el uso de campos electromagnéticos, pero su manipulación y la medida de su estado están dificultadas por las vibraciones térmicas. La energía de estas vibraciones es mucho menor que las diferencias de energía entre los distintos orbitales atómicos. Wineland desarrolló una técnica para reducir las vibraciones hasta un mínimo de forma que los átomos estuvieran prácticamente quietos. La técnica consiste en radiar a los átomos con luz de una frecuencia ligeramente inferior a la correspondiente a la primera transición orbital. Los átomos así excitados tienden a decaer rápidamente a su estado original, pero con menos energía vibracional. El control de los átomos alcanzado por Wineland le permitió poder colocar uno de ellos en dos sitios al mismo tiempo, algo totalmente inconcebible en la física clásica y en desacuerdo con nuestro sentido común, dominado por experiencias puramente clásicas. Dicho control también hizo posible que el grupo de Wineland construyera un reloj de iones atrapados que es cien veces más precisos que los relojes atómicos de cesio que forman el estándar de tiempo universal en la actualidad. Haroche, por su parte, se concentró en la construcción de cavidades con paredes superconductoras a muy baja temperatura en las que los fotones se reflejan multitud de veces antes de escapar. La interacción de estos fotones con átomos muy excitados que atraviesan la cavidad permite contar y manipular los fotones existentes. Con esta técnica, fue capaz de obtener un fotón cuyos campos electromagnéticos señalaban al mismo tiempo en dos direcciones distintas, algo igual de absurdo para nuestro sentido común como el que dos átomos existan simultáneamente en dos lugares distintos. Los experimentos de ambos investigadores han contribuido a sentar las bases de la disciplina que se denomina información cuántica y cuyo principal objetivo es la construcción de un ordenador cuántico, que podría llegar a ser tremendamente más rápido que los actuales y revolucionar muchos aspectos de la ciencia y la tecnología.