El trabajo de los investigadores de Bariloche y de Berlín podría tener aplicaciones en las áreas de la computación cuántica, las comunicaciones y la salud. Lo lograron mediante experimentos con partículas en un estado cuántico teorizado por Satyendra Nath Bose y Albert Einstein hace casi un siglo.

(Agencia CyTA-Leloir)-. Físicos de Argentina y Alemania lograron generar por primera vez un nuevo tipo de láser de sonido o “sáser”, lo que podría tener aplicaciones en las áreas de la computación cuántica, las comunicaciones y la salud.

“Nuestro desarrollo experimental constituye un avance en el conocimiento físico del mundo cuántico y podría tener implicancias en muchas áreas. Aún es necesario realizar más investigaciones”, indicó Alejandro Fainstein, director del proyecto en Instituto Balseiro (IB), que depende de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) y de la Universidad Nacional de Cuyo (UNCuyo).

Tal como informa un comunicado del Área de Comunicación Institucional y Prensa del IB, los científicos de Bariloche y sus colegas del Paul-Drude-Institut de Berlin, en Alemania, generaron ese nuevo tipo de láser de sonido a partir de experimentos con partículas en un estado cuántico llamado “Condensado Bose-Einstein”.

Los “Condensados Bose-Einstein” fueron teorizados por Satyendra Nath Bose y Albert Einstein hace casi un siglo. En 1995, Eric Cornell y Carl Wieman, premios Nobel de Física en 2001, lograron por primera vez generar en el laboratorio este tipo de estado cuántico, llamado “el quinto estado de la materia”, al utilizar átomos de rubidio a muy bajas temperaturas.

Ahora, Fainstein, Dimitri Chafatinos, primer autor del trabajo y físico egresado del IB, y colegas del IB y de Alemania demostraron por primera vez la generación de un láser de sonido de muy alta frecuencia inaudible para el ser humano que basa su funcionamiento en el acoplamiento de condensados de Bose-Einstein pero de otro tipo de partículas: los polaritones. Estás partículas del tipo bosón se generan por el acoplamiento fuerte e indivisible entre fotones (los “paquetes” coherentes de luz) y una oscilación electrónica en un átomo.

“El sonido producido es de muy alta frecuencia, unos 20GHz, es decir, del orden de un millón de veces más alta frecuencia de lo que los humanos podemos escuchar”, señala Fainstein, también investigador del CONICET.

Tal como revela la prestigiosa revista “Nature Communications”, los investigadores lograron generar ese láser de sonido combinando distintas herramientas de la física cuántica para generar un fenómeno de hipersonido producido por la interacción entre la luz y condensados de Bose-Einstein de polaritones.

Los experimentos fueron realizados en el Laboratorio de Fotónica y Optoelectrónica de CNEA, a temperaturas de 5 grados Kelvin (270 grados centígrados bajo cero).

Los investigadores planean comprender mejor la física detrás del fenómeno estudiado y optimizar el nuevo dispositivo con el que generaron este nuevo tipo de láser de sonido.

Espectrograma de la luz emitida por el condensado de Bose-Einstein vibrando por el láser de sonido. Créditos: A. Fainstein et al.