Un anillo de Aharonov-Bohm para fotones confinados

Los anillos de Aharonov-Bohm ilustran la interacción de cuasipartículas y campos magnéticos. Los fotones no tienen carga eléctrica luego no les afectan los campos magnéticos. Pero los fotones confinados son cuasipartículas que pueden interaccionar con los campos magnéticos. Por ello se puede desarrollar un anillo de Aharonov-Bohm para fotones confinados. En este anillo se propogan fotones en un sentido y huecos de fotones en el sentido contrario, igual que en un anillo de electrones se propagan electrones y huecos.

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 Un anillo de Aharonov-Bohm para fotones confinados

10 fotones entrelazados entre sí

La computación cuántica requiere que muchos qubits (bits cuánticos) estén entrelazados entre sí. El entrelazamiento se produce si dos partículas interaccionan en algún momento, ya que desde entonces las propiedades de esas dos partículas permanecen conectadas para cualquier tiempo posterior.

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 10 fotones entrelazados entre sí

Nuevo récord en fotones comprimidos (squeezed)

Para un fotón el principio de indeterminación de Heisenberg relaciona su amplitud y su fase, ΔA Δψ ≤ ℏ/2. Usando fotones comprimidos (squeezed) se puede decrecer el error en fase Δψ a costa de incrementarlo en amplitud ΔA. Un equipo de la Universidad de Hanover, Alemania, ha logrado un nuevo récord en la compresión de fotones en fase, en concreto, una reducción en un factor de 32, es decir, 15 dB (decibelios), para fotones de 1064 nm. Esta longitud de onda es la que se usa en los observatorios de ondas gravitacionales por interferometría láser, como LIGO, Virgo y GEO. De hecho, estos detectores son la aplicación más importante de los fotones comprimidos. Por supuesto, también tiene otras aplicaciones en metrología cuántica.

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 Nuevo récord en fotones comprimidos (squeezed)

Pinzas ópticas con fotones de momento angular orbital fraccionario

Un fotón tiene una estructura espacial que se caracteriza por un momento angular orbital (OAM). Lo habitual es que sea un número entero, pero en haces con polarización elíptica también puede ser un número fraccionario (cociente de dos números enteros). Se publica en Scientific Reports un método para ajustar el OAM de fotones a valores fraccionarios arbitrarios y usarlo en pinzas ópticas que rotan los objetos atrapados a velocidad variable.

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 Pinzas ópticas con fotones de momento angular orbital fraccionario

Un “Google-nano-translator” para electrones y fotones

El trasvase de información entre los fotones de la luz, portadores de información, y los electrones de los dispositivos electrónicos miniaturizados es un reto tecnológico importante, que podría encontrar una solución a partir de ahora gracias a la propuesta de un equipo de investigadores en una colaboración internacional del Centro de Física de Materiales (CSIC-UPV/EHU) y Donostia International Physics Center (DIPC) en San Sebastián (España), el Instituto de Ciencias Moleculares de Orsay (Francia), la Universidad de los Andes (Colombia) y el Laboratorio de Nanofotónica de Houston (EEUU).

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 Un “Google-nano-translator” para electrones y fotones

Cómo acabar con el desprecio a los fotones

Las simulaciones por ordenador que predicen el cambio inducido por la luz en las propiedades físicas y químicas de los sistemas complejos, moléculas, nanoestructuras y sólidos generalmente ignoran la naturaleza cuántica de la luz. Científicos del Instituto Max-Planck para la estructura y dinámica de la Materia (MPSD), dirigidos por el catedrático Ángel Rubio, del Departamento de Física de Materiales de la UPV/EHU y Director del Departamento de Teoría de la MPSD, han demostrado cómo pueden incluirse adecuadamente los efectos de los fotones en estos cálculos. Este estudio abre la posibilidad de predecir y controlar el cambio de las propiedades de los materiales debido a la interacción con los fotones desde los principios fundamentales.

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 Cómo acabar con el desprecio a los fotones

Luz que entra por la ventana

Temprano por la mañana pasas frente a la ventana del salón. ¿Y eso? Cada una de las hojas muestra un color distinto: la de la derecha anaranjado, la de la izquierda azul.
A la derecha llega luz directa, los fotones que aterrizan en los visillos han viajado desde el Sol sin interaccionar con nada por el camino. Vienen todos paralelos, por eso generan sombras nítidas como la de la manivela de la contraventana. En cambio en la izquierda tenemos luz difusa, llega a la ventana desde todas partes del cielo. Fotones que salieron del Sol y no iban dirigidos a la ventana  sí acabaron en ella tras chocar con el aire o partículas de la atmósfera que los desviaron hacia aquí. Como vienen de todas partes no pueden producir sombras nítidas.

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 Luz que entra por la ventana