Por primera vez, físicos han logrado capturar una imagen clara que muestra átomos individuales comportándose como ondas. Este descubrimiento proporciona una demostración contundente del principio de dualidad onda-partícula, uno de los pilares de la mecánica cuántica.
Los investigadores emplearon una nueva técnica de imagen, que aún está en espera de revisión por pares, publicada en el servidor preliminar arXiv. Enfriaron átomos de litio hasta una temperatura cercana al cero absoluto bombardeándolos con fotones de un láser. Esta etapa tenía como objetivo ralentizar su movimiento. Luego, mediante láseres adicionales, los átomos fueron confinados en un retículo óptico.
Alternando la activación y desactivación de este retículo, los átomos oscilaron entre un estado cuasi-particular confinado y un estado similar a una onda. Esta manipulación permitió a los científicos observar la transformación de los átomos y comprender cómo se comportan como ondas a lo largo del tiempo.
Según Louis de Broglie y Erwin Schrödinger, los pioneros de este concepto en 1924 y 1926 respectivamente, todos los objetos de tamaño cuántico, es decir, toda materia a escala muy pequeña, existen simultáneamente en forma de partículas y de ondas. Esta propiedad contra intuitiva de la mecánica cuántica ha sido observada en muchas experiencias hasta ahora de manera indirecta.
La imagen muestra átomos de litio enfriados cerca del cero absoluto apareciendo como puntos rojos en la imagen.
Combinando varias de estas imágenes, los autores pudieron observar los átomos comportarse como ondas.
Crédito: Verstraten et al.
El microscopio usado en este estudio captura la luz emitida por los átomos, permitiendo visualizar los cambios en su estado. Esta técnica de imagen podría acelerar nuestro entendimiento de sistemas atómicos complejos y aclarar ciertos estados exóticos de la materia, como los encontrados en los núcleos de estrellas de neutrones o el plasma quark-gluon, que se sospecha existió justo después del Big Bang.
Los investigadores emplearon una nueva técnica de imagen, que aún está en espera de revisión por pares, publicada en el servidor preliminar arXiv. Enfriaron átomos de litio hasta una temperatura cercana al cero absoluto bombardeándolos con fotones de un láser. Esta etapa tenía como objetivo ralentizar su movimiento. Luego, mediante láseres adicionales, los átomos fueron confinados en un retículo óptico.
Alternando la activación y desactivación de este retículo, los átomos oscilaron entre un estado cuasi-particular confinado y un estado similar a una onda. Esta manipulación permitió a los científicos observar la transformación de los átomos y comprender cómo se comportan como ondas a lo largo del tiempo.
Según Louis de Broglie y Erwin Schrödinger, los pioneros de este concepto en 1924 y 1926 respectivamente, todos los objetos de tamaño cuántico, es decir, toda materia a escala muy pequeña, existen simultáneamente en forma de partículas y de ondas. Esta propiedad contra intuitiva de la mecánica cuántica ha sido observada en muchas experiencias hasta ahora de manera indirecta.
La imagen muestra átomos de litio enfriados cerca del cero absoluto apareciendo como puntos rojos en la imagen.
Combinando varias de estas imágenes, los autores pudieron observar los átomos comportarse como ondas.
Crédito: Verstraten et al.
El microscopio usado en este estudio captura la luz emitida por los átomos, permitiendo visualizar los cambios en su estado. Esta técnica de imagen podría acelerar nuestro entendimiento de sistemas atómicos complejos y aclarar ciertos estados exóticos de la materia, como los encontrados en los núcleos de estrellas de neutrones o el plasma quark-gluon, que se sospecha existió justo después del Big Bang.
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