Holograma del Fotón

 

Un equipo de investigadores de la Universidad de Varsovia a través del método HSP (Holograma de un Simple Protón) a través del cual se transfiere naturalmente la grabación del holograma en el campo de la óptica cuántica nos permite observar la forma del mismo de forma tridimensional. La imagen obtenida se basa en la interferencia multipartícula bosónica y fue realizado por el Dr. Radoslaw Chrapkiewicz y Michal Jachura bajo la supervisión del Dr. Wojciech Wasilewski y el Prof. Konrad Banaszek de la Universidad de Varsovia.

  Los resultados de este trabajo adquieren una notable importancia dado que la comprensión de cómo se forma el protón tendría aplicaciones clave en las telecomunicaciones y los ordenadores cuánticos. Estos investigadores han conseguido aplicar conceptos de holografía clásica al mundo de los fenómenos cuánticos. Su nueva técnica de medición les ha permitido registrar el primer holograma de la historia compuesto por una única partícula lumínica.

La física dinámico-geométrica expresa la fotónica como resultado de la expansión del biplano base en la quinta dimensión. El holograma de un único fotón no contradice la ecuación de la función de onda cuántica enunciada en 1920 por el físico austríaco Erwin Schröedinger -la cual, capaz de predecir con extraordinaria precisión los resultados de experimentos con fotones.

Las imágenes de los investigadores de la Universidad de Varsovia han conseguido representar y medir las formas descritas por la ecuación de Schröedinger en un experimento real y que muestran claramente los conos de expansión del biplano base.

La imagen holográfica del fotón de los científicos de la Universidad de Varsovia fue publicada en un artículo de la revista Nature Photonics, 10 en su número de enero 2016. La imagen se llama holograma porque lleva información tanto de la forma como de la fase de onda del fotón. Se obtuvo disparando al mismo tiempo dos rayos de luz hacia un divisor de haz (un instrumento óptico que divide un rayo luminoso en dos). El divisor de haz se comporta como si fuera un cruce de carreteras, una intersección que cada fotón puede rodear o cruzar directamente, lo que depende de la forma de sus funciones de onda.

Para cada fotón individual, cualquiera de las dos posibles trayectorias es igualmente probable. Pero cuando dos fotones diferentes se aproximan a la vez a la intersección, ambos interactúan y el resultado varía por completo. De este modo, el equipo se dio cuenta de que si conociera la función de onda de uno de los dos fotones, sería fácil averiguar la forma de la segunda a partir de las posiciones de los destellos que se van produciendo en el detector. Sería algo así como disparar dos balas una contra otra y utilizar después sus trayectorias desviadas por la colisión para averiguar la forma de cada proyectil.

Cada nueva ronda del experimento producía dos destellos en el detector, uno para cada fotón. Y después de más de dos mil repeticiones, detectaron ya un patrón en esos destellos, lo cual les permitió definir la función de onda del segundo fotón.

La forma de la imagen resultante se parece a una cruz de Malta, y es exactamente la que predice la ecuación de función de onda de Schröedinger. En los brazos de la cruz, donde los fotones están en fase, la imagen es más brillante, mientras que las zonas en las que las fases se oponen aparecen más oscuras. La imagen holográfica obtenida del fotón nos muestra precisamente lo que a través de la física dinámico-geométrica identificamos con los conos de expansión.

Para Michal Jachura, coautor del estudio, este experimento es uno de los primeros que permite observar directamente uno de los parámetros fundamentales de la función de onda del fotón - su fase - nos lleva un paso más cerca de entender lo que es la función de onda en realidad. El mismo investigador Jachura, ha anunciado que a continuación tratarán de dar un paso más y recrear funciones de onda de objetos cuánticos más complejos, como por ejemplo, átomos completos.

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