Premio Nobel de Física 2012 (I/II)

El premio Nobel de física de 2012 fue otorgado a dos investigadores (uno francés y otro americano) por el empleo de métodos experimentales innovadores que permiten medir y manipular sistemas cuánticos individuales.

Serge Haroche del Collège de France, en París, y David Wineland del National Institute of Standards and Technology, en Boulder (Colorado), son los nombres de estos dos científicos. Sus respectivos trabajos en sistemas cuánticos han ayudado a establecer los fundamentos de los ordenadores cuánticos y la siguiente generación de relojes atómicos.

David Wineland

El equipo de Wineland desarrolló una técnica para preparar átomos individuales cargados en una superposición de sus dos estados de energía más baja. Para ello, confinaron un sistema de iones en un campo eléctrico y lo enfriaron hasta su estado de mínima energía. Después, expusieron los iones a un pulso de láser ajustado con precisión, lo que dio lugar a la superposición del estado fundamental y el siguiente estado excitado.

A Haroche se le ocurrió una técnica complementaria que usaba átomos para medir el estado cuántico de un fotón. Confinó fotones de microondas en una cavidad óptica especialmente diseñada de unos tres centímetros de tamaño. Las paredes de la cavidad eran reflexivas y estaban enfriadas a una temperatura de casi cero absoluto, de modo que los fotones podían rebotar millones de veces. Después, el equipo lanzaba un átomo de Rydberg con forma de dónut a través de la cavidad y medía el cambio de energía del átomo, lo que podían usar para reconstruir el estado cuántico de los fotones confinados.

Los sutiles cambios en los estados de energía del átomo de Rydberg mostraban que las superposiciones cuánticas de fotones individuales se podían detectar. Además, usando esta información, los físicos podían reconstruir la función de onda del fotón mientras colapsaba.

Dice Haroche que "Yo uso átomos para estudiar fotones y él usa fotones para estudiar átomos. De modo que es realmente simétrico y, en algún punto durante nuestro trabajo, hemos publicado artículos uno detrás del otro. Por casualidad sucedió que estamos haciendo cosas similares en sus átomos y mis fotones".

Para echar un vistazo a posibles utilidades prácticas de estos métodos, te invito a leer la segunda parte de este artículo.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201211/physicsnobel.cfm