Aconseguixen observar àtoms sense destruir-los per primera vegada

JOSÉ MANUEL NIEVESABC_CIENCIA / MADRID Dia 06/05/2013 - 10.11h

 Investigadors espanyols han provat esta revolucionària tècnica que podrà ajudar a avançar en el coneixement de l'origen de l'Univers.

Com observar un àtom sense que este quede destruït en el procés? Un grup d'investigadors de l'Institut de Ciències Fotónicas (ICFO), amb seu a Castelldefels (Barcelona), acaba de presentar en la revista Nature Photonics una nova i revolucionària tècnica que permetrà precisament això, observar àtoms individuals sense necessitat de destruir-los. Els beneficis d'este nou mètode es deixaran notar en els més variats camps de la Ciència.

Aprofundir en el coneixement del cervell humà, comprendre l'instant en què es va originar l'Univers, detectar ones gravitacionals o millorar la precisió dels sistemes GPS són tasques extremadament difícils i que requerixen de l'habilitat de visualitzar elements extremadament fràgils i que, fins al moment, resultaven irremeiablement danyats per qualsevol intent d'observar-los. El mer fet de l'observació d'un àtom, en efecte, implica enviar contra ell altres partícules (normalment fotons) que inevitablement alteren la seua estructura per sempre. És com si per a observar un cotxe en moviment no tinguérem un altre mitjà que llançar contra ell un altre vehicle i mesurar els efectes de la col·lisió. Ara, no obstant això, i gràcies a la física quàntica, un equip de científics ha trobat una solució al problema.

En un article acabat de publicar en Nature Photonics, en efecte, un grup d'investigadors de l'Institut de Ciències Fotónicas assegura haver sigut capaç d'observar un cos extremadament fràgil i volàtil gràcies a una nova tècnica no invasiva i que promet canviar els mètodes d'observació actuals. Liderats per Morgan Mitchell, els investigadors van aplicar la tècnica, cridade “mesurament quàntic sense demolición" a un núvol d'àtoms. I van ser capaços d'observar el "spin" dels electrons d'eixos àtoms sense danyar a cap d'ells en el procés. Es tracta de la primera vegada que es posa en pràctica amb èxit esta tècnica sobre un objecte material. El mateix mètode podria estendre's per a permetre, també, l'observació d'àtoms individuals.

Més enllà del límit quàntic

En el seu experiment, els científics van preparar diversos polsos de llum amb fotons que es trobaven en estats complementaris (una propietat quàntica de les partícules), i després van enviar eixos polsos a través del núvol d'àtoms. "Una primera mesura - explica Robert Sewell, investigador de l'ICFO- va reflectir l'acció del primer dels polsos. La segona mesura, duta a terme amb fotons que estaven en estats complementaris respecte als primers, va esborrar els efectes de la mesura anterior, permetent-nos observar les característiques originals de l'objeto". El nou procediment va permetre als investigadors obtindre informació precisa sobre el camp magnètic al voltant dels àtoms observats.

La informació obtinguda durant l'experiment supera amb escreix el cridat "límite quàntic estandar", que quantifica la màxima quantitat d'informació que es pot extraure per mitjà de qualsevol altre mètode tradicional d'observació. "El experiment -afig Sewell- constituïx una prova rigorosa de l'efectivitat de la física quàntica a l'hora de mesurar objectes delicados"