martes, 5 de febrero de 2013

La danza de los tornados cuánticos

Un fluido cuántico atrapado en lo alto de un chip semiconductor puede usarse para medir movimientos con sorprendente precisión.Los vértices de tipo tornado se puede producir en extraños fluidos controlados por mecánica cuántica, completamente diferentes a los líquidos normales. Un nuevo estudio demuestra como filas masivas de estos tornados cuánticos se alinean en fila, y allanan el camino para la ingeniería cuántica de circuitos y chips que miden el movimiento con ultra-precisión. El poder destructivo de los tornados reduce las posibilidades de controlarlos. Un equipo de científicos de Cambridge ha conseguido crear y controlar cientos de pequeños tornados en un microchip semiconductor. Controlando donde se mueven los electrones y como interactúan con la luz, el equipo ha creado un matrimonio de electrones y fotones que forman una nueva partícula llamada ‘polariton’.



Siendo mitad luz y mitad materia, estar partículas son ligeras como una pluma y se mueven rápido, chapoteando y en cascada como el agua en un río de montaña. Lo más interesante es que estos sistemas cúanticos son realmente grandes, del ancho de un cabello humano, y sus efectos son visibles mediante microscopios ópticos normales. Usando muestras de ultra-alta calidad, los investigadores ejercen un control sin precedentes sobre los posibles flujos que pueden surgir dentro de este líquido: forzándolo a fluir cuesta abajo, sobre terreno montañoso, formando lagos en calma o furiosos océanos cuánticos.

Mediante la creación de polaritones en lo alto de varias pendientes y dejándolos fluir cuesta abajo, el equipo científico fue capaz de formar grupos regulares de cientos de torandos girando en direcciones alternas a lo largo de cañones bien definidos. Cambiando el número de pendientes, la distancia entre ellas y la velocidad de creación de polaritones, los investigadores pudieron variar la separación, tamaño y cantidad de núcleos de tornados, consiguiendo el ansiado sueño de crear y controlar estados cuánticos macroscópicos.

Pero la mecánica cuántica responsable de crear tales fluidos hace que los tornados cuánticos actúen de forma más intrigante que sus contrapartes clásicos. Los vórtices cuánticos solo pueden girar alrededor de cantidades "cuantizadas" fijas y los líquidos en lo alto de varias pendientes se sincronizan tan pronto como se mezclan en los valles, dos de los ejemplos de mecánica cúantica que ahora pueden ser observados directamente.

Los tornados cúanticos pueden ser reconfigurados al vuelo y allanan el camino para ampliar las aplicaciones en el control de circuitos de fluidos cuánticos. Crear configuraciones arbitrarias de líquidos con polaritones puede llevar a superposiciones cuánticas incluso más complicadas y sienta las bases para interferómetros con polaritones (dispositivos que miden pequeños movimientos e irregularidades de la superficie) que respondan de forma extremadamente sencilla incluso a los más ligeros cambios en el entorno.

Via CAM

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