El experimento de la doble rendija es uno de los más famosos en la física cuántica. Demostró que tanto la luz como las partículas subatómicas, incluyendo electrones, neutrones y átomos, pueden exhibir un comportamiento dual, mostrando propiedades de partícula y onda. Ahora, un equipo de físicos británicos ha recreado el experimento pero con “rendijas de tiempo”. La investigación ha sido publicada en Nature Physics.
A diferencia de la física clásica, en la que generalmente hay una respuesta correcta, en la física cuántica, no hay una respuesta «correcta» única sobre el comportamiento de una partícula. Por eso, este experimento es fundamental para la teoría cuántica, que establece a la probabilidad como un concepto fundamental en la física cuántica.
El experimento
El equipo del Imperial College London logró crear dos períodos distintos en los que una sola onda de luz puede interferir consigo misma mediante ajustes rápidos en la reflectividad de un material.
Para ello, utilizaron una capa delgada de óxido de indio y estaño, que se suele encontrar en las pantallas de los teléfonos inteligentes. Aplicando pulsos de láser, cambiaron la reflectividad del material. Esto les permitió medir la luz que incide sobre él en dos períodos distintos en el tiempo.
La variación en la frecuencia de la luz que golpeaba el material, provocada por los cambios en el tiempo, produjo una interferencia entre las distintas ondas y generó diferentes colores en lugar de variaciones en el brillo. Los científicos estudiaron este patrón de interferencia para analizar el comportamiento ondulatorio de la luz.
Los resultados fueron sorprendentes, ya que las rendijas se abrieron mucho más rápido de lo esperado, en un lapso de entre 1 y 10 femtosegundos (cuatrillones de segundo). Esto sugiere que parte del modelado teórico debe ser revisado, ya que los materiales pueden no interactuar con la luz de la forma que se pensaba.
Importancia
Contemplar un material que pueda alterar su reacción a la luz en escalas de tiempo extremadamente cortas tiene el potencial de ser una herramienta valiosa en el desarrollo de nuevas tecnologías y en la expansión de nuestra comprensión de la física cuántica. Esta propiedad podría también ser beneficiosa en escalas mayores, como en la investigación de fenómenos como los agujeros negros.
El equipo ahora tiene la intención de llevar a cabo una prueba del «giro temporal» en otro material, el cristal atómico, en el que los átomos están dispuestos en un patrón rígido. Se espera que este experimento produzca mejoras significativas en la electrónica, ya que el concepto de cristales de tiempo tiene el potencial de generar interruptores ópticos paralelos de gran velocidad.
En resumen, la experimentación de doble rendija ha sido una parte esencial del estudio de la física cuántica durante más de dos siglos. La reciente aplicación del «giro temporal» a este experimento demuestra que aún hay mucho por descubrir sobre la conducta de la luz y su interacción con la materia.
