Luz Lenta

Las ecuaciones de Einstein, las ecuaciones de Maxwell, y una enorme cantidad de experimentos nos dicen que la velocidad de la luz en el vació es aproximadamente de 300,000 km/s. Mas aún, las ecuaciones de Einstein nos dicen que esa es la velocidad límite del universo, que no existe nada que pueda viajar más rápido.

Seguramente todos han escuchado eso alguna vez en su vida, y seguramentealguna vez se han preguntado ¿Cómo podríamos viajar más rápido? ¿Qué ocurriría si eso pasará? ¿Cómo podríamos viajar a otras estrellas si tenemos esa limitante natural? No hace falta mas que ver cuantas películas y novelas de ciencia ficción intentan responder estas preguntas para ver lo mucho que nos interesa superar ese límite.

Sin embargo… ¿cuántos de ustedes se han preguntado justo locontrario? ¿La luz tendrá una velocidad limite hacía abajo? ¿Es posible hacer viajar a la luz a velocidades humanas? ¿Será posible detener la luz completamente en su trayecto? ¿De ser así, tendría eso algún impacto tecnológico o sería una simple curiosidad? Todas esas preguntas son muy interesantes, nos llevan a investigar fenómenos físicos fascinantes y a imaginar tecnología que podría revolucionar elmundo como lo conocemos.



Refracción en acción
Empecemos pues aclarando que la luz lenta no es algo extraño que jamás hayamos experimentado. De hecho, toda la luz que reciben nuestros ojos viaja a velocidades más bajas que la de la luz. Esto se debe a que la luz disminuye su velocidad cuando viaja a través de un medio transparente como el aire o el agua, en un factor que llamamos “indice derefracción”. Por ejemplo, la luz en el agua solo viaja a 225,564 km/s que es aproximadamente un 75% de la velocidad de la luz.

Sin embargo, 225,564 km/s sigue siendo una velocidad increíblemente grande, al menos para nuestras escalas humanas. Si yo veo un flash de luz en el aire o en agua no voy a notar absolutamente ninguna diferencia, simplemente veré un flashaso. Pero ¿será acaso posiblecrear un cristal con un indice de refracción tan masivo que la luz viajara a la velocidad de una bicicleta?

Lamentablemente la respuesta es no. Un material con indice de refracción masivo no permitiría el paso de la luz, sería lo mismo que un objeto opaco que refleja toda la luz que le llega.

Todo esto se los cuento para recalcar que no es posible obtener luz lenta por los medios normales alos que estamos acostumbrados. Para reducir la velocidad de la luz en un factor de millones es necesario usar un material fuera de lo ordinario, un material que se encuentra más allá de los dominios de la física clásica: El condensado Bose Einstein.

Cerca del cero absoluto

Antes de continuar, hagamos una pausa para hablar un poco sobre este medio exótico, y de paso hablar un poco de lahistoria que hay detrás de los experimentos para traer la luz a escalas humanas.

El cero absoluto es, por así decirlo, la temperatura más baja posible en el universo. La tercera ley de la termodinámica nos dice que es imposible alcanzarla, sin embargo nos podemos acercar bastante. A los físicos les interesa mucho estudiar las regiones cercanas al cero absoluto debido a la abundancia de fascinantesfenómenos cuánticos, como la superconductividad o la superfluidez.

El condensado Bose-Einstein es otra de esas curiosidades que se pueden observar cerca del cero absoluto. Se trata de un estado de la materia predicho por el físico hindú Satyendra Nath Bose y por Albert Einstein por los años de 1924 y 1925, en el cual un grupo de átomos se comporta como bosones, ocupando todos el mismo estadocuántico simultáneamente Es como si fueran una sola “superpartícula” donde se podrían observar efectos cuánticos a escalas macroscópicas. ¡Es algo impresionante!

Claro que en esos tiempos era imposible alcanzar las regiones del cero absoluto, así que los físicos tuvieron que esperar hasta el de 1995 cuando Eric Cornell y Carl Wieman lograron crear el primer condensado Bose-Einstein usando...