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Fenómenos mecánico-cuánticos podrían ser la clave para lograr medidas de alta precisión

By September 5, 2019 No Comments
El hallazgo fue publicado en la última edición de la revista científica Physical Review A., en la investigación participaron científicos del Instituto Milenio de Óptica MIRO, del Departamento de Física FCFM de la Universidad de Chile, de la U. Concepción y el MIT.
“Dentro de nuestro mundo existe otro mundo, uno sumamente pequeño donde las cosas no son lo que parecen,  donde reinan las leyes de la Mecánica Cuántica que estudia cómo son las leyes de la física a escalas atómicas. Es aquí donde planteamos nuestra propuesta experimental, pero a escalas mesoscópicos, es decir, observamos fenómenos cuánticos a escalas no tan pequeñas ”, así lo explica Carla Hermann, académica del Departamento de Física FCFM de la U. de Chile e investigadora del Instituto Milenio de Óptica MIRO.

No es magia… es pura tecnología

Los científicos propusieron un escenario teórico que busca  “manipular las partículas de los haces de luz (fotones), encauzándola en “canales luminosos” que nos permiten manipular y generar nuevas propiedades cuánticas a través de un sistemas de guías de onda”.

Para lograr esto los físicos tuvieron que tomar en cuenta las fluctuaciones cuánticas, es decir, “el ruido fundamental de la naturaleza, que nos indica que no podemos medir nada con ‘absoluta precisión’, nosotros quisimos proponer un esquema experimental simple para acercarnos lo más posible a ese límite a través de óptica lineal”, afirma la Doctora Hermann.

Las fluctuaciones cuánticas indican que la energía, tiempo y propiedades de la materia cambian en el universo subatómico como resultado del principio de incertidumbre enunciado por Werner Heisenberg. Esto está también ligado al “problema de la medida” en mecánica cuántica lo que hace obtener para una misma medición diferentes resultados. En cuántica las mediciones tienen un carácter probabilista, lo que implica que a priori no podemos saber con certeza el resultado de una medida. Con la investigación propuesta se podrían medir multiples parámetros con ‘super sensibilidad’ al mismo tiempo. Por ejemplo, el detector de ondas gravitacionales (LIGO)  utilizó luz comprimida cuántica (squeezed light) para medir con alta precisión las ondas gravitacionales.

El futuro está cada vez más cerca

La siguiente etapa de la investigación buscará pasar de la teoría a la práctica, es decir, realizar los experimentos en los nuevos laboratorios ópticos que se están instalando en Chile. “Será desafiante y eso nos gusta” dice la profesora Hermann.

Los demás integrantes del equipos son Santiago Rojas-Rojas, primer autor e Investigador postdoctoral UdeC-MIRO; Edgar Barriga, alumno de doctorado en ciencias mención Física de la Universidad de Chile; Camila Muñoz, ex  alumna de Licenciatura en Física, Universidad de Chile y Pablo Solano, Investigador postdoctoral del Massachuset Institute of Technology (MIT), Estados Unidos.

Para ver la investigación original publicada en la Revista Physical Review denominada “Manipulation of Multimode Squeezing in a Coupled Waveguide Array (“Manipulación de estados comprimidos de modos múltiples en un arreglo de guías de ondas acopladas”), deben hacer click en la siguiente dirección web: https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.100.023841

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