Una y otra vez, las propiedades de la luz sorprenden al mundo de la investigación. Por ejemplo, la luz se puede poner en forma de sacacorchos para producir los llamados "tornillos de luz", como Anton Zeilinger, físico cuántico de la Universidaddescribe el hecho sorprendente de que, en principio, se puede imponer cualquier cantidad de devanados en cada partícula de luz individual, llamados fotones. Cuanto mayor sea el número de devanados, mayor será el llamado número cuántico con el que se describe el fotónLos resultados de los científicos vieneses del Centro de Ciencia y Tecnología Cuántica de Viena VCQ en la Universidad de Viena y el Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica de Viena IQOQI Viena en la Academia de Ciencias de Austria ahora han utilizado esta función endos documentos, rompiendo registros anteriores sobre la distancia de transmisión y la magnitud del número cuántico.
Mensaje de transmisión de luz retorcida a lo largo de 143 kilómetros
En principio, la luz retorcida puede transportar una gran cantidad arbitraria de información por fotón. Esto contrasta con la polarización de la luz, que está limitada a un bit por fotón. Por ejemplo, velocidades de datos de hasta 100 terabits por segundo,que corresponden a unos 120 discos Blu-Ray por segundo, ya se han logrado en condiciones de laboratorio. Sin embargo, la transmisión en condiciones realistas todavía está en pañales. Además de la transmisión a distancias cortas en fibra óptica especial, la transmisión de dicha luzLas vigas sobre el espacio libre, requeridas por ejemplo para la comunicación por satélite, estaban limitadas a tres kilómetros hasta el momento; lo logró el mismo equipo vienés hace dos años http://www.youtube.com/watch?v=OEupkfMqKGY .
En el estudio actual, el equipo de investigación en torno a Anton Zeilinger y Mario Krenn muestra que la información codificada en luz retorcida aún puede reconstruirse incluso después de más de 100 kilómetros. El experimento se realizó entre las islas Canarias de La Palma y Tenerife, queestá a 143 kilómetros de distancia. "El mensaje '¡Hola Mundo!' ha sido codificado en un láser verde con un holograma óptico y reconstruido con una red neuronal artificial en la otra isla", explica Krenn, estudiante de doctorado en el grupo de Zeilinger.que estas propiedades de luz se mantienen en principio a largas distancias, ahora deben combinarse con tecnologías de comunicación modernas, una tarea que ya están comenzando a abordar varios grupos de todo el mundo.
enredo cuántico con números cuánticos de 5 dígitos
Junto con el grupo de investigación de Ping Koy Lam en Canberra, Australia, el grupo vienés de Anton Zeilinger también investigó la fuerza con que los fotones individuales pueden retorcerse en la estructura en forma de tornillo sin perder características cuánticas distintas. En otras palabras, la física cuántica¿Todavía se mantiene en el límite de los grandes números cuánticos o la física clásica y la experiencia cotidiana se vuelven a tomar? Para este propósito, los investigadores aprovecharon una nueva técnica desarrollada por sus colegas en Australia. Allí, han establecido una técnica para fabricarllamados espejos de fase espiral para torcer los fotones de una manera fuerte sin precedentes y así aumentar los números cuánticos a valores enormes. Los espejos, hechos a medida para el experimento en Viena, permiten la generación de fotones en forma de tornillo con números cuánticos de más de 10,000,que es cien veces más grande que en experimentos anteriores.
Al principio, los investigadores vieneses generaron pares de fotones enredados, es decir, dos partículas de luz que aparentemente están conectadas a pesar de estar separadas por una distancia arbitraria. El entrelazamiento es un fenómeno distinto en la física cuántica, que Einstein describió como "acción espeluznante a distancia"."Después de completar este paso inicial, los investigadores retorcieron uno de los fotones con los espejos australianos sin destruir el enredo, lo que demuestra que la física cuántica incluso se mantiene si los números cuánticos de 5 dígitos están enredados. Aunque impulsados por preguntas fundamentales, las aplicaciones futuras puedenya se anticipa: "La enorme complejidad de la estructura de la luz es fascinante y puede verse como una indicación intuitiva sobre cuánta información debería caber en un solo fotón", explica Robert Fickler, autor principal del estudio y actualmente trabaja como becario postdoctoral.en la Universidad de Ottawa, Canadá.
Por lo tanto, en ambos estudios los investigadores establecieron registros novedosos con "tornillos de luz" para investigar preguntas fundamentales y allanar el camino hacia posibles tecnologías futuras.
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Materiales proporcionado por Universidad de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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