Actualmente, el Premio Nobel representa para la mayoria de los cientificos quiza el mejor reconocimiento a su trabajo. Aunque por el momento no es nuestro interes destacar cual es la importancia relativa de cada area delconocimiento y cual de ellas debe ser mas reconocida en terminos de su relevancia, en este breve ensayo comentaremos acerca del trabajo realizadopor los cientificos galardonados con el Premio Nobel en Fisica en 1997. Ellosfueron los profesores Steven Chu, de la Universidad de Stanford, EstadosUnidos; Claude Cohen-Tanoudji, del Colegio de Francia y la Escuela Normal Superior de Paris, Francia; y William D. Phillips, del Instituto Nacional de Estandares y Tecnologia, Estados Unidos (NIST por sus siglas en ingles), quienes recibieron el premio por el desarrollo de metodos para enfriar y atrapar atomos con rayo laser.Las investigaciones merecedorasde este premio representan uno de losmas claros ejemplos de como los limites entre la ciencia y la tecnologia sehacen cada vez mas difusos y como la aplicacion del laser influye cada vezmas en nuestra vida cotidiana Con la finalidad de comprender a un nivel muyelemental la naturaleza y alcances de los fenomenos de enfriamiento yatrapamiento atomico, en este articulo nos referiremos a los aspectos basicos y, posteriormente, a algunas de sus implicaciones en la ciencia y en latecnica modernas,
Actualmente, el Premio Nobel representa para la mayoria de los cientificos quiza el mejor reconocimiento a su trabajo. Aunque por el momento no es nuestro interes destacar cual es la importancia relativa de cada area delconocimiento y cual de ellas debe ser mas reconocida en terminos de su relevancia, en este breve ensayo comentaremos acerca del trabajo realizadopor los cientificos galardonados con el Premio Nobel en Fisica en 1997. Ellosfueron los profesores Steven Chu, de la Universidad de Stanford, EstadosUnidos; Claude Cohen-Tanoudji, del Colegio de Francia y la Escuela Normal Superior de Paris, Francia; y William D. Phillips, del Instituto Nacional de Estandares y Tecnologia, Estados Unidos (NIST por sus siglas en ingles), quienes recibieron el premio por el desarrollo de metodos para enfriar y atrapar atomos con rayo laser.Las investigaciones merecedorasde este premio representan uno de losmas claros ejemplos de como los limites entre la ciencia y la tecnologia sehacen cada vez mas difusos y como la aplicacion del laser influye cada vezmas en nuestra vida cotidiana Con la finalidad de comprender a un nivel muyelemental la naturaleza y alcances de los fenomenos de enfriamiento yatrapamiento atomico, en este articulo nos referiremos a los aspectos basicos y, posteriormente, a algunas de sus implicaciones en la ciencia y en latecnica modernas,
?T iene sentido aplicar las leyes de la Fisica Cuantica a un solo objeto? Muchos de los pioneros de su desa rrollo opinaban que esta teoria era puramente esta distica y que no tenia sentido aplicarla a un atomo, molecula u otra particula microscopica. Schrodinger llego a escribir que pensar en experimentos con una sola particula lleva a consecuencias ridiculas. No es de extranar: la nueva teoria, si uno se la tomaba al pie de la letra, daba lugar a predicciones que chocaban frontalmente con la vision de la naturaleza que se tenia por aquel entonces. Ademas, todos los experimentos que dieron lugar al nacimiento de la Fisica Cuantica se hacian con un numero ingente de atomos o moleculas. Era, pues, impensable que jamas se pudiese aislar y controlar un solo atomo, y con ello verificar las predicciones mas bizarras de esta teoria. Sin embargo, con el tiempo se han desarrollado las tecnologias y tecnicas necesarias para aislar un solo atomo y comprobar muchas de estas predicciones. Serge Haroche (College de France, Francia) y David Wineland (National Institute of Standards and Technology, Estados Unidos) han jugado un papel crucial en este desarrollo y han llevado a cabo esos experimentos impensables para los pioneros de la Fisica Cuantica. Y por ello han sido galardonados con el Premio Nobel 2012 por la Real Academia de Ciencias Sueca.
Serge Haroche y David Wineland recibieron el premio Nobel de física en 2012 en reconocimiento al ´desarrollo de técnicas que abrieron el camino para poder manipular sistemas cuánticos individuales´. Ambos son cazadores que capturan a sus presas en sofisticadas trampas. Haroche y Wineland capturan objetos diferentes y utilizan técnicas distintas. Sin embargo, los métodos que desarrollaron tienen similitudes y la motivación de sus trabajos es casi idéntica. Serge Haroche trabajó durante años en la Ecole Normal Superieure de Paris, Francia, y hoy se es Presidente del College de France en Paris. Arapa fotones, los famosos cuántos de luz, que transportan una energía proporcional a la frecuencia de la radiación. Luego de atraparlos, Haroche hace interactuar sus fotones con átomos de a uno por vez. Por su parte, David Wineland trabaja en el Departamento de Tiempos y Frecuencias del National Institute for Standards and Technologies (NIST) en Boulder, EEUU. Allí atrapa átomos (iones) y logra hacerlos interactuar con haces de luz intensos (láseres). Ha logrado controlar la interacción entre los electrones de en estos átomos y los cuantos asociados al movimiento colectivo de los átomos (estas partículas, llamadas fonones, son excitaciones de las vibraciones de cualquier sistema, al igual que los fotones llevan una energía que está relacionada con la frecuencia de la vibración). Presentaremos aquí una reseña de los principales logros de estos notables investigadores y de las técnicas desarrolladas por ellos.
de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas para conmemorar los 100 años de la mecánica cuántica y su importancia y aplicaciones en la vida diaria.El Premio Nobel de Física 2025 fue otorgado a John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis por el "descubrimiento del efecto túnel macroscópico de la mecánica cuántica y la cuantización de la energía en un circuito eléctrico", y cobra especial relevancia por haberse otorgado en este año.Según palabras de uno de los galardonados, el Prof. Clarke, el Nobel reconoce cómo los principios fundamentales de la mecánica cuántica, establecidos hace 100 años, se extienden a sistemas visibles a escala humana, un avance que sentó las bases de la tecnología cuántica actual y su aplicación práctica en muchos equipos de alta tecnología, abriendo el sendero hacia la computación cuántica, es decir, el uso práctico de estados cuantizados en forma de cúbits (unidad básica de información en la computación cuántica -superconductora).Los experimentos que condujeron a estos resultados se realizaron en la Universidad de California Berkeley en 1984 y 1985, siendo Clarke el director del laboratorio, Martinis estudiante de doctorado y Devoret investigador postdoctoral.En el laboratorio de Clarke se investigaba en ese entonces en los campos de la superconductividad y la electrónica superconductora, explorando los efectos cuánticos en circuitos superconductores.Los galardonados tienen en común una trayectoria académica y científica similar.
Luis Adolfo Orozco es doctor en fisica por la Universidad de Texas en Austin. Trabajo en el Laboratorio Europeo de Fisica de Particulas (CERN) midiendo la masa del antiproton de 1987 a 1990. Fue luego profesor en la Universidad del Estado de Nueva York en Stony Brook y en 2003 se cambio a la Universidad de Maryland en College Park para iniciar el grupo de fisica atomica, molecular y optica. Sus trabajos dirigidos a entender mejor la luz llevaron a su grupo de investigacion y a sus colaboradores de la Univesidad de Oregon a medir el campo electrico de un foton con un metodo que simultaneamente permite estudiar los aspectos de onda y de particula de la luz.. Utilizando luz desarrollaron una trampa para atrapar unos pocos atomos de Francio, uno de los elementos mas raros del planeta, cuya estructura atomica tiene el potencial de revelar informacion sobre la fuerza debil, la responsable del inicio del ciclo solar; la que convierte a los protones en neutrones. Sus experimentos han sido seleccionados por el American Institute of Physics entre los mejores de los anos 1996, 2000 y 2002 y fueron reportados en las revistas Science, Nature, Scientific American, Discover y Science News. En esta charla, Luis Adolfo Orozo explica la naturaleza de la luz como una serie de particulas que no se desvian, un tema en discusion en la fisica desde los tiempos de Isaac Newton. El argumento en favor de las ondas contra las particulas es resuelto en la electrodinamica cuantica mediante un formalismo que combina ambos aspectos. El formalismo es estadistico, y como con todo fenomeno cuantico en general, es mediante la incertidumbre estadistica, las fluctuaciones que las naturalezas ondulatoria y de particula de la luz residen lado a lado de manera auto consistente.
UN AREA DE INVESTIGACION DE PUNTA ES EL PROCESAMIENTO Y TRANSMISION DE INFORMACION CU NTICA, QUE EN UN FUTURO PROXIMO PERMITIR CONTAR CON COMPUTO CU NTICO, QUE OFRECE UNA CAPACIDAD DE PROCESAMIENTO MUCHO MAYOR, COMPARADA CON LAS VERSIONES CL SICAS QUE SE USAN EN LA ACTUALIDAD. TAMBI‚N IMPLICA EL DESARROLLO DE TECNOLOGIAS COMO COMUNICACION CU NTICA, CRIPTOGRAFIA CU NTICA (ENCRIPTACION DE INFORMACION), METROLOGIA CU NTICA (MEDICIONES MAS PRECISAS), Y VERSIONES CU NTICAS DE SISTEMAS PARA DIAGNOSTICO M‚DICO (TOMOGRAFIA DE MAYOR RESOLUCION). EN SU TESIS DOCTORAL, KARINA GARAY PALMETT, INVESTIGADORA POSDOCTORAL DEL INSTITUTO DE CIENCIAS NUCLEARES (ICN), TRABAJO EN EL DISENO DE FUENTES DE LUZ QUE SE NECESITAN PARA IMPLEMENTAR PROTOCOLOS DE PROCESAMIENTO DE INFORMACION CU NTICA. DENOMINADAS FUENTES DE LUZ NO-CL SICA, NO PUEDEN SER DESCRITAS POR LA MEC NICA CL SICA, DADO QUE EXHIBENN QUE SOLO PUEDEN EXPLICARSE A PARTIR DE LOS PRINCIPIOS DE LA MEC NICA CU NTICA. EL TRABAJO PROPIEDADES DE ENLAZAMIENTO ESPECTRAL DE PAREJAS DE FOTONES GENERADAS POR MEZCLADO DE CUATRO ONDAS ESPONT NEO EN FIBRA OPTICA, GANADOR DEL PREMIO WEIZMANN 2010 EN EL AREA DE CIENCIAS EXACTAS, QUE OTORGA LA ACADEMIA MEXICANA DE CIENCIAS Y LA ASOCIACION MEXICANA DE AMIGOS DEL INSTITUTO WEIZMANN DE CIENCIAS, FUE UN ESTUDIO TEORICO, PERO PENSADO EN EL EXPERIMENTO. A PARTIR DE SUS RESULTADOS, VARIOS GRUPOS DE INVESTIGACION EN EL MUNDO, EN UNIVERSIDADES PRESTIGIOSAS COMO OXFORD Y BRISTOL, Y EL INSTITUTO MAX PLANCK, YA HAN DESARROLLADO EXPERIMENTALMENTE ESTAS FUENTES EN SUS LABORATORIOS. ELLO SIGNIFICA QUE LA LABOR REALIZADA EN MEXICO SE HA PODIDO APLICAR EN DESTACADAS INSTITUCIONES INTERNACIONALES, Y ESTAMOS EN CAMINO DE SER PRECURSORES EN DIVERSOS ASPECTOS DEL AREA, LO QUE SERIA IMPORTANTE PARA LA ECONOMIA DEL PAIS, DIJO KARINA GARAY. AUNQUE, RECONOCIO, AUN SON POCOS LOS CIENTIFICOS MEXICANOS DEDICADOS A ESTE CAMPO, Y UN GRUPO SIGNIFICATIVO DE ELLOS EST EN LA UNAM. DE HECHO, EL LABORATORIO DE OPTICA CU NTICA DEL ICN YA CUENTA CON LA INFRAESTRUCTURA NECESARIA PARA EL DESARROLLO DE FUENTES DE LUZ NO-CL SICA, Y EST EN VIAS DE CONSOLIDARSE COMO UNO DE LOS MAS COMPLETOS DE LA NACION, LO QUE PERMITE GENERAR PUBLICACIONES EXPERIMENTALES COMPETITIVAS. KARINA GARAY, EGRESADA DEL POSGRADO EN APTICA DE INVESTIGACION CIENTIFICA Y DE EDUCACION SUPERIOR DE ENSENADA, BAJA CALIFORNIA, REITERO QUE LO RELATIVO A PROCESAMIENTO DE ESTE TIPO DE INFORMACION ES RELEVANTE POR EL AVANCE DE TECNOLOGIAS QUE SE TENDR N A LARGO PLAZO, POR EJEMPLO, COMPUTACION Y CRIPTOGRAFIA CU NTICA. EN EL INSTITUTO, EN EL GRUPO DE TRABAJO DIRIGIDO POR ALFRED U'REN -QUIEN CONTRIBUYO DE MANERA SIGNIFICATIVA EN LA TESIS POR LA QUE LA CIENTIFICA DE ORIGEN COLOMBIANO RECIBIO EL PREMIO-, KARINA GARAY CONTIN£A CON LA LINEA DE INVESTIGACION QUE INICIO EN EL DOCTORADO: ENCONTRAR LAS CONDICIONES FISICAS APROPIADAS PARA IMPLEMENTAR FUENTES DE LUZ NO-CL SICA, ESPECIFICAMENTE DE PAREJAS DE FOTONES, CON DE ENREDAMIENTO ACONDICIONADAS PARA SU APLICACION EN PROCESAMIENTO DE INFORMACION CU NTICA. PAREJAS DE FOTONES PUEDEN SER GENERADAS EN MEDIOS OPTICOS NO-LINEALES -CRISTALES O FIBRAS OPTICAS-, COMO RESULTADO DE LA INTERACCION LUZ-MATERIA. AL ILUMINAR EL MEDIO OPTICO CON UN HAZ DE LUZ DE INTENSIDAD SUFICIENTE PARA EXCITAR EFECTOS NO-LINEALES -UN L SER-, ALGUNOS DE LOS FOTONES DEL HAZ DE BOMBEO DECAEN ESPONT NEAMENTE EN UNA PAREJA DE FOTONES. COMO EL PROCESO DE GENERACION SE MANIFIESTA SIEMPRE QUE SE CUMPLAN LAS CONDICIONES DE CONSERVACION DE ENERGIA Y MOMENTO, LOS FOTONES DE UN PAR -COM£NMENTE DENOMINADOS SENAL Y ACOMPANANTE- NO SON INDEPENDIENTES, SINO QUE EN GENERAL EST N ENREDADOS, EXPLICO KARINA GARAY. ES EN LA PROPIEDAD DE ENREDAMIENTO CU NTICO DONDE SE BASAN LOS PROTOCOLOS DE INFORMACION CU NTICA. LOS FOTONES SENAL Y ACOMPANANTE COMPARTEN INFORMACION, AUNQUE SEAN ENVIADOS EN DIRECCIONES OPUESTAS Y A KILOMETROS DE DISTANCIA, Y CUALQUIER ALTERACION EN LAS DE UNO DE LOS DOS (POR EJEMPLO, EN EL FOTON SENAL) SE MANIFIESTA SIMULT NEAMENTE EN EL OTRO. AL HABLAR DEL PREMIO WEIZMANN 2010, EXPUSO QUE PRESENTO SU TRABAJO A INICIATIVA DE SU ASESOR DE DOCTORADO, RA£L RANGEL ROJO; PERO EN UN INICIO NO DIMENSIONO LA IMPORTANCIA QUE TENDRIA RECIBIR EL GALARDON. SOY COLOMBIANA Y NO FUE SINO HASTA LLEGAR A LA UNAM CUANDO TUVE UNA IDEA MAS CLARA DE LO QUE ES LA ACADEMIA MEXICANA DE CIENCIAS, INSTITUCION DEL MAS ALTO NIVEL. RECIBIR LA DISTINCION ES IMPORTANTE PARA MI CARRERA, ES UN RECONOCIMIENTO A MUCHOS ESFUERZOS LABORALES Y PERSONALES, A LA CALIDAD DE MI TRABAJO. ADEMAS, REPRESENTA UNA SATISFACCION PERSONAL. ME SIENTO MUY CONTENTA, CONCLUYO.
En un intento de probar los límites de la interpretación más aceptada de lamecánica cuántica, de acuerdo con la cual los sistemas microscópicos seencuentran siempre en una superposición de estados, el premio Nobel defísica A. Leggett ha propuesto la tesis del macrorealismo, según la cual lassuperposiciones mecanico-cuánticas de estados microscópicamentediferentes nunca tienen lugar. Leggett ha mostrado también los elementosbásicos de algunas pruebas experimentales que podrían decidirdefinitivamente entre la mecánica cuántica y el macrorealismo. En este textopresento los elementos fundamentales de la interpretación estándar de lamecánica cuántica y del macrorealimo, a fin de poner en evidencia que losresultados experimentales están más abiertos a interpretación de lo que Leggettestá dispuesto a aceptar. Dentro de las interpretaciones alternativas sedestaca la posibilidad de comprender los resultados como ejemplos deviolaciones al principio de inducción en que descansa el macrorealismo,abriendo así la puerta para resolver la tensión entre la MC y el macrorealismoen términos causalidad inversa, de acuerdo con la cual no es necesarioapelar a ningún papel especial desempeñado ni por los observadores ni porlos aparatos de medición a fin de explicar las diferencias entre los sistemasmecánico-cuánticos y los macroscópicos, una diferencia que puede ahoraser definida parcialmente en términos de su direccionalidad causal y temporal.