Científicos logran obtener por primera vez en la historia el holograma de una partícula de luz

La luz es algo de lo que tenemos la plena certeza de sus existencia. De hecho, durante años la física ha usado este tipo de radiación electromagnética como referente para todo tipo de cálculos. Esta misma ciencia nos ha dicho que está compuesta de diminutas partículas sin carga ni masa llamadas fotones. Sin embargo, hasta ahora se creía imposible el hecho de lograr ver un solo fotón.

Pero para un equipo de científicos de la Universidad de Varsovia en Polonia esto fue completamente posible. Así, aplicando conceptos de holografía al mundo de los fenómenos cuánticos, fueron capaces de hacer el primer holograma de la historia de una partícula de luz.

La hazaña fue descrita a detalle en un documento publicado en Nature Photonics. Uno de los responsable de la investigación, Radoslaw Chrapkiewicz, contó en pocas palabras qué fue lo que lograron:

Realizamos un experimento relativamente simple para medir y ver algo increíblemente difícil de observar: la forma de los frentes de onda de un solo fotón».

La siguiente imagen muestra a la izquierda el holograma real tomado de la partícula de luz. En la parte derecha se puede apreciar la predicción teórica que podría tener que podría tener el fotón:

Obteniendo el holograma

Empleando mecánica cuántica y la Ecuación de Schrödinger, los científicos dispararon dos rayos de luz hacia un divisor de haz. Este es un instrumento óptico que termina dividiendo los rayos en dos direcciones. Normalmente para cada fotón cualquiera de estas direcciones es igualmente probable. Sin embargo, cuando dos fotones se acercan a la misma bifurcación (el instrumento), estos interactúan y termina variando el resultado.

El equipo entonces se dio cuenta de que podía utilizar la función de onda de uno de los fotones para obtener la del segundo con los destellos que se produjeran en el divisor de haz. Así, repitieron el proceso 2.000 veces, siempre produciendo dos destellos en el proceso. De esto pudieron obtener un patrón y obtener la función de onda del segundo fotón.

Con esto se pudo obtener el holograma de uno de los fotones, el cual tiene una forma muy similar a una Cruz de Malta.