Luz Líquida a Temperatura Ambiente

^{Por Dra. Inés Urdaneta / Científica investigadora de Resonance Science Foundation}

Cuando pensamos en líquidos, pensamos en uno de los cuatro estados conocidos de la materia: gas, líquido, sólido y plasma (gas cargado o ionizado). La luz, al no tener masa, hace que las palabras Líquido y Luz juntas parezcan un oxímoron. Pero no hace mucho, en 2013, se fabricó artificialmente una situación similar, predicha en 2007, y denominada "molécula fotónica". En estos experimentos, los fotones -cuantos de campos electromagnéticos, que no tienen masa en reposo y viajan a la velocidad de la luz en el vacío- se unen con tanta fuerza, que se comportan como moléculas, y así actúan como si tuvieran masa.

Otro caso relativo a la luz y que reproduce la física de las moléculas, consiste en fotones confinados en dos o más cavidades microópticas acopladas que reproducen el comportamiento de los niveles de energía atómica, que interactúan. Es caso también se ha denominado como molécula fotónica, aunque no es equivalente a la anterior. Ambos casos abordan distintos aspectos de lo que significa ser una molécula.  

Un ejemplo del segundo caso, es trozo de semiconductor del tamaño de un micrómetro, el cual puede atrapar fotones en su interior de forma que actúen como los electrones de un átomo. El resultado de esta estrecha relación es una molécula fotónica cuyos modos ópticos se parecen mucho a los estados electrónicos de una molécula diatómica como el hidrógeno. Las moléculas fotónicas, denominadas así por analogía con las moléculas químicas, son grupos de microcavidades o "átomos fotónicos" estrechamente localizados que interactúan electromagnéticamente. Las microcavidades acopladas ópticamente han surgido como estructuras fotónicas con propiedades prometedoras para la investigación de la ciencia fundamental, así como para las aplicaciones.

Un tercer caso relacionado con la luz, pero esta vez interactuando con la materia, es el de los fotones que interactúan con pares electrón-hueco -llamados excitones- en un semiconductor.

^{Figura tomada de esta fuente.}

Estos excitones imponen un momento dipolar (digamos, una fuerza electroestática), que combinado con el dipolo del campo electromagnético, acopla fuertemente los excitones y los fotones. El resultado final es un polaritón, considerado como una cuasipartícula, compuesta de mitad luz y mitad materia, que se comporta como un condensado de Bose Einstein o superfluido, incluso a temperatura ambiente. Este caso se denomina luz líquida.

Anteriormente, la luz líquida sólo se conseguía a una temperatura criogénica, en ausencia de polaritones. Para que la superfluidez se produzca a temperatura ambiente, los polaritones deben estar presentes, por lo que el montaje experimental es más complejo. En el siguiente vídeo se explica el fenómeno de la luz líquida para el caso mencionado.

Múltiples polaritones confinados en el mismo lugar inducen la condensación en un fluido de luz-materia; un condensado de Bose Einstein o superfluido que emite luz con espín en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario. El espín puede cambiar de dirección controlando el campo eléctrico inducido en su interior. Es la emisión de luz de este fluido polaritón que gira hacia arriba o hacia abajo la que sirve como código binario de luz codificado por espín que podría enviarse a través de las fibras ópticas que transportan datos como señales ópticas y traducen la información del régimen eléctrico al régimen óptico. Por ello, se piensa en la luz líquida como una herramienta para la transferencia de información más allá de la ley de Moore.

La superfluidez significa que en circunstancias en las que un fluido normal crearía ondas o se quedaría quieto en un recipiente, un superfluido no lo haría, o treparía por las paredes del recipiente. Así, la principal diferencia entre un fluido normal y un superfluido es que el segundo. La observación extraordinaria de nuestro trabajo es que hemos demostrado que la superfluidez también puede producirse a temperatura ambiente, en condiciones ambientales, utilizando partículas de luz-materia llamadas polaritones. - Daniele Sanvitto, investigador principal, Instituto de Nanotecnología CNR NANOTEC, Italia

El estado de superfluidez puede considerarse un quinto estado de la materia ...

_{RSF en perspectiva}

La superfluidez es un fenómeno asignado a los condensados de Bose Einstein, que se da principalmente en partículas capaces de formar pares de cooper, como hacen los electrones. Desde nuestro punto de vista, el propio espacio presenta dicha superfluidez, como la Unidad esférica de Planck (PSU) -que no debe confundirse con una unidad de medida; una PSU es el píxel del propio espacio. El oscilador de Planck o PSU es un oscilador cuántico a la frecuencia de Planck del campo electromagnético, es decir, una partícula bosónica.

Estas unidades PSU también componen la materia, siguiendo el principio holofractográfico de la teoría de Haramein, que predice el radio del protón con una desviación estándar respecto a los experimentos y sin parámetros. de ajuste Una extensión del modelo estándar, llamada teoría del vacío superfluido (SVT) -o teoría del vacío del condensado de Bose Einstein (BEC)- también considera el vacío como un superfluido o condensado de Bose Einstein.

Más en:

https://www.sciencealert.com/scientists-create-fifth-state-of-matter-liquid-light
https://www.extremetech.com/extreme/233814-one-step-closer-to-spintronics-scientists-create-liquid-light
https://futurism.com/liquid-light-scientists-unite-light-and-electricity-to-make-electronics-smaller-and-faster/
https://futurism.com/scientists-demonstrate-liquid-light-at-room-temperature-for-the-first-time

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