La velocidad de la luz es por definición una constante absoluta. O, al menos eso es lo que se pensaba hasta ahora, ya que un equipo de científicos escoceses logró por primera vez ralentizar la velocidad de la luz en un experimento de laboratorio.
En el espacio vacío, la luz viaja a una velocidad a 299.792.458 metros por segundo. Este experimento alterará probablemente cómo la ciencia entenderá la luz en el futuro.
Se sabe que la velocidad de la luz puede tornarse más lenta cuando ésta atraviesa materiales más densos como el agua y el cristal. Pero una vez que regresa al espacio abierto, el haz de luz recupera su velocidad.
En un estudio publicado en la revista Science Express, el equipo formado por investigadores de las universidades de Glasgow y Heriot-Watt describe en detalle cómo hicieron para disminuir la velocidad de la luz y hacer que se mantenga en el espacio vacío. Para lograrlo, aplicaron una “máscara” a los fotones (las partículas individuales de luz) dándoles a una estructura espacial para reducir su velocidad
Jacquiline Romero, Daniel Giovanni y sus colegas de la Universidad de Glasgow construyeron una suerte de pista de carrera para fotones. Allí, los hicieron correr en parejas la misma distancia hacia una meta determinada. Un fotón viajó en su estado normal y, el otro, fue reconfigurado con una máscara. Esta máscara forzó al fotón a cambiar su forma y a viajar más lento que la velocidad de la luz. Los investigadores compararon los tiempos de llegada de los dos fotones y notaron que el fotón transformado llegó segundo.
No por mucho (unos pocos millonésimos de un metro), pero esto demostró que el fotón viajaba más lentamente en el espacio vacío.
“La máscara crea un patrón en el haz de luz, y demostramos que esto es lo que lo hace más lento”, explica Miles Padgett, de la Universidad de Glasgow.
“Pero una vez que este patrón ha sido impuesto (sobre el fotón), incluso ahora que la luz no está dentro de la máscara y se propaga por el espacio vacío, la velocidad continúa siendo lenta”, añade Padgett.
Pero si el fotón es una partícula, ¿cómo es posible crearle un patrón? Eso es porque los fotones existen en el exótico y maravilloso mundo de la física cuántica, en el que las reglas del mundo sólido en el que vivimos comienzan a desvanecerse. Los fotones tienen una cualidad que los físicos llaman “dualidad onda-partícula”. Es decir, se comportan a la vez como una onda y como una partícula.
Por eso es posible soltarlos en una pista de carreras como dos partículas y cambiar la forma de uno de ellos como si fuera una onda. Lo es. Por eso los investigadores creen que para entender el experimento, quizá te ayude entenderlo como si fuese una carrera de bicicletas. Puede que el pelotón conformado por varios ciclistas se mueva a una velocidad constante. Pero dentro del grupo, puede que un individuo se mueva más lentamente, y que pare para descansar o beber un vaso de agua. Mientras tanto, los otros se mueven más rápido para llegar a la meta.
El pelotón equivale al rayo de luz, que viaja a la velocidad de la luz. Los individuos son los fotones, que viajan a una velocidad individual.
“Lo que hace diferente a nuestro experimento es que en vez de observar un pulso de luz que tiene muchos, muchos, muchos fotones, nos centramos en un único fotón”, dice Padgett.
La investigación tiene además implicaciones prácticas. La luz se utiliza para hacer mediciones extremadamente precisas como por ejemplo cuán lejos está la Luna de la Tierra.
La buena noticia es que esto no cambia en las mediciones a gran escala. Pero, los investigadores que usan lentes de gran apertura para medir con precisión distancias muy cortas, tendrán que tomar en cuenta a los fotones “tardíos”. En cuanto a sus aplicaciones más cotidianas, aún está por verse.
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