molécula fotónica

Las moléculas fotónicas son una forma de materia en la que los fotones se unen para formar " moléculas ". ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} Se predijeron por primera vez en 2007. Las moléculas fotónicas se forman cuando los fotones individuales (sin masa) "interactúan entre sí con tanta fuerza que actúan como si tuvieran masa". ^{[ 4 ]} Los investigadores establecieron analogías entre el fenómeno y el " sable de luz " ficticio de Star Wars . ^{[ 4 ] [ 5 ]}

Se bombearon átomos de rubidio gaseoso a una cámara de vacío. La nube se enfrió mediante láseres hasta unos pocos grados por encima del cero absoluto. Mediante pulsos láser débiles, se dispararon pequeñas cantidades de fotones hacia la nube. ^{[ 4 ]}

Cuando los fotones entraron en la nube, su energía excitó a los átomos a lo largo de su trayectoria, provocando que perdieran velocidad. Dentro del medio de la nube, los fotones se acoplaron dispersivamente a átomos que interactuaban fuertemente en estados de Rydberg altamente excitados . Esto hizo que los fotones se comportaran como partículas masivas con una fuerte atracción mutua (moléculas de fotones). Finalmente, los fotones salieron de la nube juntos como fotones normales (a menudo entrelazados en pares). ^{[ 4 ]}

El efecto se debe a un bloqueo de Rydberg , que, en presencia de un átomo excitado, impide que los átomos cercanos se exciten al mismo grado. En este caso, cuando dos fotones entran en la nube atómica, el primero excita un átomo, aniquilándose en la interacción, pero la energía transmitida debe avanzar dentro del átomo excitado antes de que el segundo fotón pueda excitar los átomos cercanos. En efecto, los dos fotones se repelen mutuamente a través de la nube a medida que su energía se transfiere de un átomo a otro, forzándolos a interactuar. Esta interacción fotónica está mediada por la interacción electromagnética entre fotones y átomos. ^{[ 4 ]}

La interacción de los fotones sugiere que el efecto podría emplearse para construir un sistema capaz de preservar la información cuántica y procesarla mediante operaciones de lógica cuántica. ^{[ 4 ]} El sistema también podría ser útil en la computación clásica, dada la menor potencia necesaria para manipular fotones en comparación con los electrones. ^{[ 4 ]} Podría ser posible disponer las moléculas fotónicas dentro del medio de tal manera que formen estructuras bidimensionales más grandes (similares a dibujos). ^{[ 4 ]}

• Luz sólida