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  • Investigación y Ciencia
  • Junio 1993Nº 201

Física

Electrodinámica cuántica en cavidades

Instalados en cavidades pequeñas, los átomos y los fotones muestran un comportamiento distinto del que ofrecen en el espacio libre. Ilustran, en tal caso, ciertos principios de la física cuántica y permiten el desarrollo de nuevos sensores.

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Las transiciones rápidas y espontáneas están omnipresentes en el mundo cuántico. Una vez desencadenadas, parecen tan incontrolables e irreversibles como una traca de fuegos artificiales. Los átomos excitados, por ejemplo, descargan su exceso de energía en forma de fotones, que escapan hacia el infinito a la velocidad de la luz. A lo largo de los últimos diez años, sin embargo, esta inevitabilidad ha empezado a ser domeñada: se han creado dispositivos que frenan las transiciones espontáneas, que las paran, las aceleran e incluso las invierten completamente.

La empresa ha sido posible gracias a recientes adelantos en la fabricación de pequeñas cavidades superconductoras y otras estructuras microscópicas, y a nuevas técnicas de manipulación de los átomos mediante láseres. La longitud de onda de los fotones que emita o absorba un átomo situado dentro de una pequeña caja con paredes reflectoras está constreñida, y, al estarlo, lo están los cambios de estado que aquél experimente. Se ha logrado así que un átomo determinado emita fotones antes de tiempo, que permanezca en un estado excitado indefinidamente o que bloquee el paso de un haz láser. Con un mayor refinamiento es esta técnica, los fenómenos de la electrodinámica cuántica (EDC) en cavidades podrán aprovecharse para generar campos electromagnéticos que consten de un puñado de fotones, con su medición precisa. Los procesos de la EDC en cavidades engendran una íntima correlación entre los estados del átomo y los del campo, de manera que su estudio nos proporciona nuevas pistas para mejor conocer los aspectos cuánticos de la interacción entre luz y materia.

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