Controlar el efecto túnel cuántico con la luz

Un nuevo trabajo sugiere que construir una nueva partícula abriría la puerta al dominio de los misterios del efecto túnel cuántico.

Científicos del Laboratorio Cavendish en Cambridge han usado la luz para ayudar a empujar electrones a través de una barrera impenetrable de manera clásica. Aunque el efecto túnel cuántico está en el corazón de la peculiar naturaleza ondulatoria de las partículas, esta es la primera vez que se ha controlado mediante la luz. Su investigación se publica en el ejemplar del 5 de abril de la revista Science.

Quantum tunneling © by |M| Фотомистецтво

Las partículas normalmente no puede atravesar los muros, pero si son lo bastante pequeñas, la mecánica cuántica dice que puede suceder. Esto ocurre durante la producción de la desintegración radiactiva y en muchas reacciones químicas, así como en los microscopios túnel de barrido.

De acuerdo con el líder del equipo, el Profesor Jeremy Baumberg, “el truco para decirle a los electrones cómo atravesar los muros, es casarlos con la luz”.

Este matrimonio está predestinado, debido a que la luz está en forma de fotones de cavidad, paquetes de luz atrapados que rebotan entre espejos que emparedan los electrones que oscilan entre sus paredes.

El científico investigador Peter Cristofolini añade que: “La descendencia de este matrimonio son nuevas partículas indivisibles hechas tanto de luz como de materia, que desaparecen a voluntad a través de algo similar a muros hecho de bloques de semiconductores”.

Una de las características de estas nuevas partículas, que el equipo ha bautizado como “dipolaritones”, es que se estiran en una dirección específica como una barra magnética. Y al igual que los imanes, sienten fuerzas extremadamente grandes entre sí.

Tales partículas de interacción fuerte están  tras una oleada reciente de interés en la física de los semiconductores que trata de crear condensados, el equivalente a los superconductores y superfluidos que viajan sin pérdidas, en semiconductores.

Estando en dos lugares a la vez, estas nuevas partículas electrónicas prometen la transferencia de ideas de la física atómica a dispositivos prácticos, usando la mecánica cuántica visible al ojo.

Fuente: Ciencia Kanija - Universidad de Cambridge