Trampa Magneto-Óptica

Haces de luz cuántica para enviar información

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Daniel Sahagún y su equipo de Física lograron atrapar átomos de rubidio con los cuales crearán fotones entrelazados

Diana Saavedra, 15 de febrero de 2018

Científicos de la UNAM han dado el primer paso para una investigación de frontera que les permitirá enviar información en haces de luz cuántica, lo que en un futuro pudiese ser aplicable en telecomunicaciones o para realizar medidas de alta precisión.

Eso gracias a que el equipo de Daniel Sahagún Sánchez, del Instituto de Física, creó una Trampa Magneto-Óptica (MOT, por sus siglas en inglés) dentro de una máquina que aprovecha átomos para crear luz cuántica y grabar información. Los miembros del grupo son los estudiantes Adrián Martínez, Diego Martínez, Yves Villegas, Irvin Ángeles, Luis Mendoza y Diego Sierra y la investigadora posdoctoral Yaneth M. Torres.

“Es una investigación de frontera… pocas universidades y centros de investigación en el mundo utilizan este sistema con el propósito que buscamos. Las podemos contar con los dedos de una mano”, explicó Sahagún Sánchez.

Trampa de luz magneto-óptica. Foto: Francisco Cruz.

Átomos de rubidio

Para la trampa, ubicada en el Laboratorio de Átomos Fríos y Óptica Cuántica, que forma parte del Laboratorio Nacional de Materia Cuántica (Lanmac), Sahagún y su equipo atraparon átomos de rubidio con los cuales crearán fotones gemelos.

El dispositivo, para realizar su trabajo, cuenta con varios segmentos que aprovechan dos frecuencias distintas de láser para reducir la velocidad de los átomos de rubidio.

Posteriormente, mandan todo a un sistema central donde la luz es dividida para enfriar en las tres dimensiones el gas dentro de una cámara de ultra alto vacío.

Ahora que están atrapados los átomos los especialistas serán capaces de crear fotones entrelazados o luz cuántica, que tiene propiedades no-locales, diferentes a la luz láser convencional.

Los fotones creados tendrán características novedosas para poderles imprimir información y, después, hacer experimentos de información cuántica.

“Uno puede enviar la información en haces de luz, pero ésta es normalmente clásica. Lo que haremos aquí es añadir un factor que es el entrelazamiento, abriéndonos la posibilidad de investigar sobre telecomunicaciones cuánticas.”

Hablar de entrelazamiento, precisó, implica que la información enviada en un fotón necesita de su contraparte para ser comprendida. Además de que un pequeño cambio en uno de los fotones altera a su pareja. Por ejemplo, esta tecnología ya es útil para encriptar información clasificada.

“Pensando en el ejemplo del gato, estamos hablando de dos gatos de Shcrödinger y si le picas el ojo a uno el otro lo cierra”, ejemplificó.

Con esta máquina los investigadores ya crean diariamente muestras de átomos fríos (a temperaturas de alrededor de cien microkelvin). Hoy en día trabajan en los sistemas ópticos que les permitirán generar y detectar a la luz producida por dichas muestras. Sahagún y su equipo seguirán concentrados en conocer sus propiedades y dominar sus correlaciones cuánticas. Planean en el futuro hacer interaccionar a los fotones gemelos con otros átomos. Así estudiarán sistemas cuánticos mixtos de luz y materia, lo cual es necesario para crear redes de información cuántica.