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Física cuántica: Doble grieta en el tiempo
Cuando la luz se comprime a través de una doble rendija, se crea un patrón de interferencia, lo que explica la naturaleza ondulatoria. Los físicos han llevado a cabo el experimento utilizando rendijas separadas en el tiempo en lugar de en el espacio, y han hecho un descubrimiento sorprendente. Esto abre la puerta a una nueva clase de materiales.
© Eun Kyung-jung/Getty Images/iStock (Detalles)
Hay experimentos que, a pesar de su sencillez, han conseguido poner patas arriba la ciencia en muy poco tiempo. El experimento de la doble rendija es uno de esos experimentos. Cuando la luz incide en dos rendijas estrechas y paralelas, las desvía y crea un patrón de interferencia de líneas oscuras y claras en la pantalla del monitor detrás de ellas. El físico inglés Thomas Young realizó el experimento por primera vez en 1801 y su resultado se consideró prueba de que la luz se comporta como una onda. Unas décadas más tarde, cuando otros científicos enviaron partículas enteras, como electrones, átomos o incluso moléculas, a través de las rendijas en lugar de rayos de luz, se sorprendieron al descubrir que también éstas se comportaban como ondas cuando pasaban a través de las rendijas. Aunque el sentido común llevaría a esperar que los objetos individuales volaran a través de una abertura u otra y se congregaran en dos lugares detrás de las rendijas, el patrón de interferencia se forma de manera muy similar a lo que observó Young. La llamada dualidad onda-partícula de los objetos cuánticos ha cambiado la forma en que vemos el mundo. Es una de las afirmaciones fundamentales de la mecánica cuántica, y el experimento de la doble rendija es ahora uno de los experimentos más famosos de la historia de la ciencia.
El equipo de nueve personas dirigido por el primer autor Romain Tirol imitó el experimento de la doble rendija de Young, pero en lugar de separar espacialmente las rendijas, los investigadores dirigieron la luz a través de aberturas separadas temporalmente. Para ello utilizaron una especie de espejo que se puede encender y apagar muy rápidamente. Descubrieron que también existía un efecto de interferencia en la dimensión temporal. Sin embargo, no se ven líneas claras u oscuras, sino que la luz cambia su frecuencia y por tanto su color. Aunque este hecho sigue leyes físicas bien conocidas, esta es la primera vez que los científicos logran probar esta hazaña de manera experimental. Es más, el experimento produjo un resultado inesperado. …
Dalibard, J. y otros: Difracción e interferencia de ondas atómicas mediante rendijas de tiempo. Cartas de revisión física 77, 1996
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Pendry, JP y otros: Control de campos electromagnéticos. Ciencia 312, 2006
Sapienza, R. Y otros: Difracción temporal de doble rendija en frecuencias ópticas. Física de la Naturaleza 19, 2023
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