Logran, por primera vez, ralentizar la velocidad de la luz

Ahora, en un artículo recién aparecido en «Science Express», investigadores de las universidades de Glasgow y Heriot-Watt describen con todo detalle cómo se las han arreglado para «frenar» fotones en el espacio, algo que se consigue por primera vez. Los investigadores han demostrado que basta con aplicar una «máscara» a un haz óptico, dando a los fotones una estructura espacial, para que su velocidad se reduzca.

El equipo de científicos compara un rayo de luz, que contiene muchos fotones, a un equipo de ciclistas que se reparten el esfuerzo y que van colocándose, por turnos, a la cabeza del pelotón. A pesar de que el grupo rueda por la carretera como si fuera una unidad, la velocidad de cada ciclista individual puede variar cuando éste cambia de posición.

La propia formación en grupo puede hacer que sea difícil definir la velocidad de cada ciclista concreto, y eso es precisamente lo que sucede con los rayos luminosos. Un único pulso de luz contiene un gran número de fotones, y los investigadores saben que esos pulsos se caracterizan por un cierto número de velocidades diferentes.

El experimento se configuró como si se tratara de una carrera contra reloj, con los fotones liberados en parejas a lo largo de distancias idénticas y hacia una línea de meta concreta. Los investigadores observaron que los fotones «normales» alcanzaban la línea de meta en el tiempo previsto, pero que los que habían sido «reconfigurados» con la máscara tardaban más tiempo en alcanzar su objetivo. Es decir, que viajaban más despacio a través del espacio vacío. Para una distancia de apenas un metro, el equipo de físicos midió un retraso correspondiente a 20 longitudes de onda, muy por encima del margen de error de la medición.

Miles Padgett, uno de los directores de la investigación, afirma que «puede parecer sorprendente que se pueda conseguir que la luz viaje más despacio, pero el efecto tiene una sólida base teórica y estamos seguros de que nuestras observaciones son correctas».

El trabajo demuestra que después de hacer que el haz luminoso pase a través de la máscara, todos los fotones se mueven más despacio de lo que debieran. Y lo más importante es que esta «ralentización» no tiene nada que ver con la que se produce cuando un fotón atraviesa el agua o un cristal. De hecho, en esos casos la desaceleración dura solo el tiempo que el fotón tarda en atravesar el material, para volver después a su valor normal. El efecto provocado por la máscara usada por los investigadores, sin embargo, parece poner un límite a la velocidad máxima a la que los fotones pueden viajar.

Para Daniel Giovannini, uno de los primeros firmantes del trabajo, «el retraso que hemos conseguido introducir en el haz luminoso es pequeño y supone unos pocos micrómetros en una distancia de propagación de un metro, pero es muy significativo. Hemos logrado medir un efecto similar en diferentes tipos de haces».