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Fuente de luz atómica artificial ultrarrápida

28.04.2016

Científicos del Instituto Niels Bohr (Copenhague) han desarrollado una nueva fuente de luz ultrarrápida. Se basa en un átomo artificial, así como en tecnologías cuánticas. Los investigadores trabajaron con puntos cuánticos, que son un tipo de átomo artificial. Sobre su base, por cierto, se supone que construye chips para computadoras cuánticas.

Las fuentes de luz tradicionales funcionan recolectando energía: por ejemplo, recolectan energía eléctrica y la convierten en luz. Pero al mismo tiempo, una parte importante de la energía se pierde debido a la liberación de calor. Las fuentes de luz ultrarrápidas son láseres, diodos emisores de luz, así como dispositivos basados en la luz de fotones individuales, creados mediante tecnologías cuánticas. La idea de este último se expresó en 1954, pero solo fue posible implementarla hoy.

En un punto cuántico, un electrón se puede excitar, por ejemplo, mediante la exposición a la luz o un láser. En este caso, el electrón abandona su lugar y deja un hueco. Cuanto más fuerte es el vínculo entre la luz y la materia, más rápido regresa el electrón al agujero y más rápido se emite la luz. En la naturaleza, sin embargo, la conexión entre la luz y la materia es débil, por lo que las primeras fuentes de luz que se intentaron crear con esta tecnología resultaron ser demasiado lentas. El físico Robert Dicke predijo en 1954 que los enlaces podrían fortalecerse aumentando el número de átomos artificiales que "comparten" el estado existente en una superposición cuántica.

Era imposible demostrar esto, ya que los científicos no podían colocar los átomos tan cerca uno del otro que ocurriera un efecto cuántico, y al mismo tiempo asegurarse de que no chocaran. Los investigadores del Instituto Niels Bohr han ideado una forma diferente: han imaginado la superradiación basada en fotones que se emiten desde un único punto cuántico.

Los autores de la idea señalan que en su experimento, un punto cuántico se comporta como cinco, lo que significa que la generación de luz ocurre cinco veces más rápido. Además, esta solución hace que los puntos cuánticos sean más estables y resistentes, por ejemplo, a las ondas acústicas.

Hasta ahora, los experimentos se llevan a cabo a una temperatura que está solo unos pocos grados por encima del cero absoluto. En el futuro, los científicos pretenden resolver este problema, pero también intentarán bajar la temperatura para establecer cómo se comportarán los puntos cuánticos en tales condiciones.

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