Un estudio internacional en el que ha participado el Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC) ha logrado obtener tanta energía de
la interacción entre la luz y la materia como la que poseen, por
separado, el fotón y el átomo implicados.
Según los autores del trabajo, publicado en Nature Physics y realizado
en colaboración con el Institute for Quantum Computing (Canadá), este
resultado supone un hito ya que es la primera vez que se mide una
energía de interacción tan grande entre un fotón propagante y un átomo.
“En el mundo real, los átomos no interactúan de manera eficiente con los
fotones. Esto se debe a que los átomos son muy pequeños y están casi
vacíos y a que la interacción entre la luz y la materia es muy pequeña.
Para llegar más allá y explorar nuevas formas de interacción entre luz y
materia, en nuestro grupo de investigación hemos propuesto dos nuevas
técnicas que denominamos ‘de acoplo ultrafuerte’”, explica el
investigador del CSIC Juan José García Ripoll, del Instituto de Física
Fundamental.
La primera de las dos técnicas se basa en la creación, mediante
circuitos superconductores, de átomos artificiales más grandes que
puedan interactuar mejor con un fotón propagante. La segunda consiste en
un circuito que permite ajustar la interacción entre esos átomos
artificiales y los fotones. Mediante la combinación de ambas técnicas,
los fotones son enviados, uno a uno, contra los átomos artificiales que,
cuando el fotón tiene la frecuencia adecuada, los absorben y reflejan
totalmente.
“Este nuevo régimen de interacción luz-materia que hemos demostrado está
todavía por explorar pero permite pensar en nuevas tecnologías más
eficientes de fotodetección o de procesado de la información que
transporta la luz. Los resultados del trabajo también se pueden extender
a otros ámbitos, como la nanofotónica, donde se buscan todavía átomos
artificiales que puedan interactuar de forma tan eficiente con fotones
de mayor frecuencia”, concluye el investigador del CSIC.
Fuente: CSIC 10 0ctubre 2016
P. Forn-Díaz, J. J. García-Ripoll, B. Peropadre, J.-L. Orgiazzi, M. A.
Yurtalan, R. Belyansky, C. M. Wilson, A. Lupascu. Ultrastrong coupling
of a single artificial atom to an electromagnetic continuum. Nature
Physics. DOI: 10.1038/nphys3905
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