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¿A qué se dedican los fotones?

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Hasta hace no mucho los sensores ópticos o fotodiodos no eran capaces de seguir la vida de un fotón, es decir, su trayectoria. La misión de un fotosensor es detectar un haz luminoso y registrar un fotón. Cuando esto sucede altera su energía e incluso absorbe parte de ella.

En la Escuela Superior de París se plantearon una investigación que consistía en seguir a un fotón y ver que sucedía desde el momento que se creaba hasta el momento que desaparecía. Su resultado ha salido a la luz y de forma fructífera. Según su observaciones y datos capturados la vida de un fotón es corta, de unos 0,13 segundos, y se desarrolla en una especie de caja de espejos de 2,7 centímetros de largo. Según las leyes estrictas de la mecánica cuántica, cualquier medida de un fotón provoca en él alteraciones inevitables, algo similar a el principio de incertidumbre de Heisenberg. No obstante, este experimiento abriría las puertas a un nuevo desarrollo de la Óptica Cuántica aplicable a la computación.

Un fotodiodo es un semiconductor construido con una unión PN que es sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto se polariza inversamente, con lo que se producirá una cierta circulación de corriente cuando sea excitado por la luz.

Debido a su construcción, los fotodiodos se comportan como células fotovoltaicas, es decir, en ausencia de luz exterior generan una tensión muy pequeña con el positivo en el ánodo y el negativo en el cátodo. Esta corriente presente en ausencia de luz recibe el nombre de corriente de oscuridad y suele identificarse como ruido.

El experimiento de laboratorio consistió en un flujo de átomos de rubidio que atraviesa una pequeña caja de fotones, cuyas paredes son espejos ultrarreflectivos (microespejos) y enfriados a bajísimas temperaturas. Un fotón interacciona con un átomo de rubidio alterando sus niveles de energía pero sin ser absorbido. Tras cada interacción se analiza con precisión el átomo y se sabe qué ha pasado con la partícula de luz o cuanto. De esta forma es posible determinar los saltos cuánticos aleatorios de la luz.

Vía | Nature Más Información | ElPais

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