Si el otro día [hablaba del mundo de la química](http://alt1040.com/2010/11/quimicos-crean-la-botella-de-agua-mas-pequena-del-mundo) y la botella de agua más pequeña jamás construida por el hombre hoy un increíble e inesperado avance, la [creación de una fuente de luz completamente nueva](http://www.eurekalert.org/pub_releases/2010-11/uob-bpc112210.php), manda tratar otro igual de interesante, el de la física. Pero antes de meterme con el avance propiamente dicho paso a explicar --de la mejor manera que pueda-- dos cosas básicas imprescindibles para comprender lo que se ha conseguido.

Por un lado lo primero y más obvio que necesitamos saber es que un [fotón](http://es.wikipedia.org/wiki/Fot%C3%B3n) no es otra cosa que la **partícula** más pequeña de la que está formada la luz y que la misma tiene ciertas peculiaridades sobre otras [partículas elementales](http://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_elemental). Por el otro lo segundo más importante es entender lo que en física se conoce como [Condensado de Bose-Einstein](http://es.wikipedia.org/wiki/Condensado_de_Bose-Einstein), que de manera resumida (muy resumida) podemos decir se trata del estado de agregación de la materia que se da en ciertos materiales cuando son sometidos a temperaturas extremadamente bajas (concretamente lo que ocurre es que las **partículas** que toquen pasan a comportarse como una súper partícula única, el nuevo estado).

Y ahora que todos tenemos estos dos conceptos más o menos claros ya puedo decir exactamente cuál es el avance: pues ni más ni menos que la creación de una nueva súper partícula fotónica (o nueva forma de luz), bautizada con el nombre de **superfotón, formada por fotones a partir del proceso de enfriamiento a bajas temperaturas** del que hablaba antes. Es decir, que lo que han conseguido es enfriar partículas de luz hasta tal punto que se han condensando dando lugar al nacimiento de una nueva.

“*Ya ves, ni que fuera la primera vez que se consiguen nuevas partículas mediante el enfriamiento extremo*”. Efectivamente el proceso no es nuevo y los científicos lo han utilizado en muchas ocasiones. La gracia en este caso está en que el grupo de físicos que nos ocupa fue capaz de idear un sistema mediante el cual pudieron someter los **fotones** a muy bajas temperaturas, lo que se creía que era materialmente imposible básicamente debido a que cuando se les impone esa condición --mucho frío-- simplemente desaparecen (desgraciadamente el sistema es muy complejo y mis conocimientos insuficientes para explicarlo medianamente bien. Si algún lector sabe física cuántica en condiciones y lo explica en los comentarios, lo añadiré al post).

Finalmente lo mejor del avance, como siempre, son **sus aplicaciones potencial**. Por ejemplo la creación de láseres que generen longitudes de onda muy pequeñas --de luz ultravioleta o rayos X mismamente-- los cuales se podrían utilizar a su vez para fabricar *chips* mucho más pequeños y de mayor rendimiento que los mejores de hoy en día.

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48 Comentarios

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  1. La partícula, el fotón constituido en super-fotón, de ninguna manera desaparece; su constitutivo inexcusablemente material le da carácter real, no puede hacerlo inexistente, se puede hacer sí espaciotemporalmente indistinguible y agigantarse inimaginablemente al devolverse a su origen, como parte ondulatoria de un todo cuyo estado roza el «0» de energía, movimiento. Que la experiencia haya objetivado la teoría, la relación entre los cálculos de Satayandra N. Bose, Albert Einstein y Max Planck, afirma la concepción de un cosmos procesado en Ciclos galácticos, que tiene como base material ese estado universal de fondo recien observado (con el sobreenfriamiento) origen, primeramente de formas que llamamos materia oscura, luego nubes celestes, después estrellas, galaxias y planetas, posible vida, mediante la conformación previa, por supuesto, en el dintel estelar, de fotones, electrones, quarks y , finalmente, átomos en los hornos nucleares estelares.

    1. Vamos a ver… no sé por donde coger el comentario del caos….

      De entrada, UN fotón no se «convierte» en superfotón, un superfotón es el nombre que le han dado a un estado ligado de varios miles de fotones que se sitúan todos en el mismo estado energético y por tanto son indistinguibles. Es lo que se llama un condensado de Bose-Einstein.

      El echo de que la teoría se confirme es el resultado lógico de muchos años de investigación y estudios complejos y difíciles. No tiene nada que ver con lo que llamas «Ciclos galácticos» que sinceramente soy astrofísico y no sé a que narices te refieres…

      Personalmente creo que hay que pensar antes de escribir y no andarse por las ramas inventando frases por el mero echo de que queden (supuestamente) bonitas e inteligentes… siento ser duro pero es lo que pienso

      1. Emberck para ser tan inteligente me haces sangrar los ojos cada que te veo escribir «echo», tu ortografía es excelente en general pero que escribas «echo» en lugar de «hecho», es una pifia terrible.

  2. Sólo espero que por lo menos pueda agarrarse con las manos para lanzarsela a un enemigo mientras grito el nombre de la técnica.

    1. No. Las espadas laser se quedarán en el «imaginario popular» por siempre, ya que son imposibles según la física, o como mínimo no son láseres…

      Te explico un poco, el primero de los varios «errores gloriosos» de estas espadas es lo primero que aparece, ¡las vemos crecer!, más o menos rápido pero podemos ver cómo crecen hasta llegar a un tamaño determinado. esto es imposible si fuesen láseres, ya que un láser es luz, coherente pero luz, y por tanto se mueve a 300.000 km/s… El segundo error también es inmediato, suenan al encenderse! un láser no suena, puede sonar el aparato (que tiene ventiladores, calentadores, transformadores de corriente…) pero no el láser, repito es luz. El tercero y más importante desde el punto de vista teórico, son sólidos!! y los láseres son LUZ… Finalmente otro de los grandes «errores gloriosos» es que tienen un tamaño definido, y sin nada que haga de «tope», los láser igual que cualquier tipo de onda EM viajan en línea «recta» hasta que se encuentran con algo, donde rebotan o se transmiten siguiendo la Ley de Snell…

      Hay más inconvenientes pero creo que con esos queda bastante clara la respuesta no?

  3. Hola, soy un fotón de metro ochenta, fibrado, con barba de dos días, nariz importante y un tatuaje bonito en el hombro, que anda buscando casa. Por favor avisar.

    Ah y también soy estudiante de música.

  4. Dios…. soy estudiante de música (a nivel profesional ya) y me gusta leer estas cosas porque me interesa el tema, y de normal suelo entender más o menos…. Pero con este post me he quedado como….. ahh vale, chips más pequeños??? entonces bien!!! ajajaja gran aporte, pero…. vaya nivel de conocimientos, esto ya es muy pro!!!

  5. Quiero un fotón en mi casa, a ser posible de metro ochenta, fibrado, barba de dos días, nariz importante y un tatuaje bonito en el hombro.

  6. Me parece Muy interesante el tema, la fisica en si no es mi area de especialidad, pero siempre me ha llamado muchisimo la atención sobre todo las teorias y «experimentos» que nos hacen notar que aun nos falta muchisismo por conocer del universo. aunque podria estar exagerando en cuanto al universo por un descubrimiento relativamente «pequeño» en tamaño. pero realmente Inmenso en lo que a aplicaciones practicas se refiere.

    Y nuevamente Gracias Emberck por explicarnos mas claramente lo que significa este «descubrimiento»

  7. Genial, muy interesante el artículo mucho mas complejo que lo que se describe y si, aun me sigue maravillando mas la física clásica aunque a veces una explica mejor a la otra. Mi interés se centra en campos gravitatorios y armónicos simples la interacción entre estos. Emberck, nos podría ilustrar un poco en estos temas. Desde ya, Muchas Gracias (por su explicación).

    1. si te soy sincero no entiendo muy bien la «pregunta» jeje, si me la amplias un poco más quizás pueda contarte algo… jeje

  8. Tambien eso serviria para construir Armas Laser mucho mas destructivas… Bueno pienso que esa va a ser la principal aplicación

  9. Emberck gracias por el aporte, excelente explicaciones en tus comentarios. Es un tema bastante interesante en realidad :)

  10. Concuerdo con Hinata Aoki, la explicacion de Emberck deja el tema muy claro para quienes no estamos familiarizados con la fisica, es un tema bastante interesante

  11. off topic-… tendré virus??? me autocompleto el firefox un nombre y correo que nunca se utilizo en esta computadora ¿?

    1. No, te estas confundiendo un poco… A ver, el calor no genera luz, tampoco lo hace el fuego… la luz es consecuencia de los movimientos de los electrones entre las capas de energía de los átomos. La luz del fuego es debida a que la energía de la combustión del O que excita los electrones del material quemado y del propio O, y eso hace que se emitan fotones.

      Otro error es que ellos no han generado luz, la luz la generan primero y luego la confinan y enfrían, y esa luz confinada es la que da lugar al condensado de Bose-Einstein

      Un abrazo

      1. Gracias Emberck por tu excelente explicación. De mi parte, prefiero callar sobre un tema tan complejo. Aportes como el tuyo resultan de de gran valor para los mortales que nos maravillamos con los avances y la investigación.

      2. gracias chicos… jeje me vais a sacar los colores….

        Lo cierto es que es un tema complejisimo, yo trabajo en astrofísica y a pesar de ello mis conocimientos en el tema concreto no dejan de ser casi rudimentarios… aún así es un tema realmente interesante y con miles de ramificaciones teóricas sobre las que estudiar!!

    2. Hola a todos,

      Explicaré (como yo entiendo) qué es el condensado de bose en este caso. Primero imaginemos un espejo parabólico, como los que usan en los telescopios o para agrandar las imágenes. Si lo ponen al sol, juntarán en cierto punto (en el foco) toda la luz que llegue del sol, así, harán que en ese punto la energía luminosa sea mucha (incluso pueden quemar con esa energía); sin embargo, sigue siendo luz del mismo color, sólo más intensa, porque simplemente se tienen muchos fotones juntos. En el condensado de bose, se unen todos los fotones para formar uno solo, aunque con mucha más energía.

      La cuestión de la temperatura es sólo el requerimiento (indispensable) para que haya esa fusión, pues se trata de una transición de fase, así como pasar de líquido a sólido, para pasar de materia común a materia condensada, se necesita bajar mucho la temperatura.

      Como analogía, pueden pensar en muchas personitas o un gigante muy fortachón. El espejo parabólico lo que hace es juntar a muchas personas en un sitio, el condensado de bose lo que hace es fusionar a todas esas personas para volverlas un gigante fortachón.

      Espero haya servido de algo esta explicación,

      Saludos

      1. Buenas! a ver creo que tienes la idea en la cabeza pero no la expresas bien… Lo primero es explicar más correctamente lo que es un BEC, la idea fundamental a tener en cuenta es que a bajísimas temperaturas un grupo de partículas que en general están en estados cuánticos diferentes, se sitúan todas en el mismo estado y se tornan indistinguibles, son idénticas; pierden por tanto si identidad individual y se «funden» se condensan en una «gran partícula» en la que sus constituyentes son identcos, indiferenciables, se mueven al unísono, reaccionan igual ante las interacciones externas y presentan las mismas propiedades físicas. A este grupo de partículas que forman un nuevo estado de la materia se las llamó BEC.

        Esto sólo puede pasar para aquellas partículas que no cumplen el principio de exclusión de Pauili (que dice que dos fermiones con números cuánticos iguales) es decir que pueden convivir varias en el mismo estado cuántico, estas partículas son necesariamente Bosones.

        Bien, ahora siguiendo tu ejemplo de las personas sería como si una familia de 15 gemelos idénticos en todo un día les diese por ponerse el mismo jersey navideño y moverse apretaditos en fila india por la casa, no seríamos capaces de decir quien es quien… no se han convertido en un super-gemelo pero sí se comportan como uno…

        Es muy importante no obstante dejar claro que es un comportamiento PURA y exclusivamente CUANTICO, no tiene un análogo clásico ya que en la mecánica clásica siempre podemos distinguir una partícula de otra, mientras que en mecánica cuántica si dos partículas están lo suficientemente cerca para que las funciones de onda se solapen serán indistinguibles…

        La necesidad de las temperaturas tan bajas es relativamente simple de entender, la temperatura nos da una idea del estado de vibración de las partículas (de su energía cinética vamos), por tanto a mayor T mayor E, el caso es que a temperaturas muy bajas (cercanas al 0k=-273C) la mayoría de las partículas están en su estado fundamental, que es el de menor energía posible. Si además de bajas temperaturas las hacemos colisionar estas acaban por «fundirse» o condensarse…

        Espero quedase claro, sé que es un tema difícil de explicar pero intento aclararlo lo mejor posible jeje Un saludo!!

  12. Buenas!! Antes de nada, felicidades es uno de los post más interesantes que he leído en bastante tiempo!!

    A ver, este experimento es como comenta el autor altamente interesante, pero no para la fabricación de chips, báscamente por que los condensados de Bose-Eintein requieren temperaturas realmente bajas, muy cercanas al 0K, de echo el proceso de enfriamiento difiere mucho del proceso que se produce, por ejemplo, en una nevera, o por contacto con fuentes de frío (Nitrógeno líquido, Hidrógeno líquido…), si alguien está interesado lo explicaré en más detalle….

    Una de las cosas más asombrosas de la investigación de estos condensados es que se comportan como partículas cuánticas, no como partículas «ordinarias» (entendido como que siguen la mecánica clásica Newtoniana/Lagrangiana) y actualmente se han llegado a conseguir ciertos condensados de unas décimas de milímetro de tamaño, es decir partículas realmente gigantes!!! estamos ante el caso de física cuántica a tamaño macroscópico!! con todas las implicaciones teório-prácticas que ello supone…

    El proceso de enfriamiento usado para fotones es también muy novedoso, me gustaría leer el paper en detenimiento para explicarlo con más certeza, pero según creo parece ser que han enfriado un pigmento a la temperatura deseada, para posteriormente hacer colisionar los fotones con él, de forma que la sección eficaz sea pequeña (las colisiones sean poco frecuentes) así los pigmentos absorben un fotón, se excitan, y al tiempo lo emiten recuperando su estado estable normal; con esto lentamente vas consiguiendo que el fotón adquiera la temperatura del pigmento.

    Hay aquí que tener cuidado con el concepto de temperatura, ya que es un concepto puramente macroscópico, sin un sentido expreso en los sistemas pequeños, es un reflejo de la velocidad de las partículas y de su energía interna… por ello hablar de temperatura del fotón es especialmente peligroso…

    No es mi campo concreto de investigación pero espero haber aclarado un poco esto, de todos modos cuando pueda leer detenidamente la publicación oficial comentaré, y corregiré, este comentario.

    Un saludo

    1. un detalle interesante y un error mio. El detalle es que aún con el proceso de enfriamiento comentado no se consigue la temperatura necesria para que los fotones se condensen, así que lo que hicieron fue excitar el pigmento con un laser y así aumentar el número de fotones en el fluido, de este modo los fotones fríos se comprimen lo suficiente para condensar.

      Mi error, esto sí puede servir para la creación de chips, si conseguimos crear un láser de onda corta podremos inscribir chips más pequeños, el echo de que este láser deba operar a temperaturas ínfimas no es tanto problema (miremos el HLC)

    2. Pero si llevan la cuántica a nivel macroscopico…donde queda la relatividad general? cual se aplica, o estoy metiendo la pata mucho?

      1. Muy bien!! no estas metiendo la pata, de echo es una pregunta más que correcta… el problema está en las velocidades. Hay una rama de la Física que se llama Teoría Cuántica de Campos, que trata básicamente de cuantizar los campos de las interacciones fundamentales, y compatibilizar ambas teorías… es un campo muy interesante y complejo que entre otras cosas a dado lugar a un Nobel… Además creo que en este caso tendremos un comportamiento cuántico, los fotones son partículas altamente relativistas (se mueven a v=c) y los condensados tienen ciertas propiedades exoticas… este es un campo de «moda» en la física hay mucha gente trabajando en esto…

    3. Igual, durante el proceso de condensación a bajas temperaturas ¿No hay un cambio de velocidad del foton, digo en el pigmento hay un cambio de las condiciones de frontera?

      1. No, el fotón es una partícula de masa en reposo cero y que se mueve a velocidad c. Por esto digo que el concepto de temperatura entendido como velocidad es un poco peligroso en este campo… los fotones en «sí mismos» no tienen temperatura… En el pigmento en cambio sí hay un cambio en la velocidad y en la temperatura, por ello tiene que estar refrigerado externamente, las condiciones de frontera supongo que estarán controladas para que no varíen aunque hasta que no publiquen el artículo no puedo asegurarte nada…

        No obstante no es mi campo de especialidad, por lo que puedo estar equivocado, aún así lo comentaré con los colegas de la facultad (que alguno trabaja en condensados por cierto) y ya os comentaré más!

  13. Yo de estas cosas poco entiendo por no decir que nada, pero lo que si he entendido que si gracias a este avance se puede construir chips muchos más pequeños y más potentes, entonces es que es un GRAN paso para los próximos años en muchos campos

    1. Pero que comentario mas estupido… Que hubiera pasado si Cristobal Colon no hubiera vuelto ni nadie mas a America? Un descubrimiento como estos, pueden abrir las puertas para otras investigaciones.