Comportamiento inusual de partículas cuánticas en un nuevo experimento

Comportamiento inusual de partículas cuánticas en un nuevo experimento

Los físicos han demostrado que solo se necesitan 7 partículas cuánticas, que se comportaron como si estuvieran inmersas en un billón de personas. A gran escala, la materia pasa a través de varias transformaciones, denominadas transiciones de fase, donde (por ejemplo) el agua pasa al hielo o al vapor. Los investigadores están acostumbrados a ver cosas como esta en grandes masas de moléculas, pero nunca en un grupo tan pequeño.

En un nuevo estudio, los científicos rastrearon las transiciones de fase en sistemas representados por siete partículas de luz (fotones) que adquirieron un estado físico exótico: el condensado de Bose-Einstein (BCE). Es un estado físico que alcanza la materia a temperaturas ultrafrías, donde las partículas comienzan a mezclarse y actuar al unísono.

Dado que los fotones son paquetes de luz, se crean a partir de la energía, no de la materia, lo que hace que sea extraño cambiar la fase. Pero en 2010, los investigadores alemanes pudieron demostrar que las partículas de luz capaces de comportarse como CBA. Para capturar los fotones, los científicos crearon una pequeña cámara con espejo y la llenaron con pintura de colores. Cuando las partículas de luz chocaron contra las partículas de tinte, éstas absorbieron las primeras y las emitieron nuevamente. Debido a esto, los fotones tardaron más tiempo en moverse alrededor de la cámara, lo que en realidad los ralentizó. Como resultado, la cámara se convirtió en un espacio donde los investigadores podían hacer que los fotones fuesen lentos y colocarlos a distancias cercanas. Como resultado, fue evidente cómo los fotones comienzan a contactar y demostrar CBE. En un experimento reciente, el equipo quería averiguar el número mínimo de fotones necesarios para tales acciones. Usando un láser fino, bombearon fotones en una trampa de espejo de tinte de relleno similar uno por uno y observaron el comportamiento de la mezcla. Resultó que, en promedio, 7 fotones son suficientes para formar un CBE. Este umbral bajo es necesario para determinar el inicio de una transición de fase.

Los científicos han notado algunas diferencias en el micro-CBA de las transiciones de fase con un mayor número de partículas. Cuando el hielo se calienta más que el punto de fusión, parece que se forma instantáneamente de sólido a líquido. Sin embargo, con la participación de solo 7 fotones, este proceso se lleva a cabo gradualmente.

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