Fenómeno de inversión del tiempo: en el reino cuántico, ni siquiera el tiempo fluye como cabría esperar

Un nuevo estudio muestra que el límite entre el tiempo que avanza y retrocede puede difuminarse en la mecánica cuántica. Un equipo de físicos de las Universidades de Bristol, Viena, las Islas Baleares y el Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica (IQOQI-Viena) ha demostrado cómo los sistemas cuánticos pueden evolucionar simultáneamente a lo largo de dos flechas de tiempo opuestas, tanto hacia adelante como hacia atrás en el tiempo. El estudio, publicado en el último número de  Communications Physics , requiere repensar cómo se entiende y representa el flujo del tiempo en contextos donde las leyes cuánticas juegan un papel crucial. Durante siglos, filósofos y físicos han reflexionado sobre la existencia del tiempo.  Sin embargo, en el mundo clásico, nuestra experiencia parece extinguir cualquier duda de…

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Cómo los átomos ultrafríos y superdensos se vuelven invisibles

Los electrones de un átomo están dispuestos en capas de energía. Al igual que los asistentes a un concierto en una arena, cada electrón ocupa una sola silla y no puede caer a un nivel inferior si todas sus sillas están ocupadas. Esta propiedad fundamental de la física atómica se conoce como el principio de exclusión de Pauli, y explica la estructura de la cáscara de los átomos, la diversidad de la tabla periódica de elementos y la estabilidad del universo material. Ahora, los físicos del MIT han observado el principio de exclusión de Pauli, o bloqueo de Pauli, de una manera completamente nueva: han descubierto que el efecto puede suprimir cómo una nube de átomos dispersa la luz. Normalmente, cuando los fotones de luz…

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Pueden formarse gigantes "tornados cuánticos" en la luz líquida. Crédito: Universidad de Cambridge
Pueden formarse gigantes "tornados cuánticos" en la luz líquida. Crédito: Universidad de Cambridge

Pueden formarse gigantes “tornados cuánticos” en la luz líquida: similitudes con los agujeros negros

Nuevo mecanismo encontrado para generar vórtices gigantes en fluidos cuánticos de luz. Cualquiera que haya vaciado una bañera o mezclado crema en el café ha visto un vórtice, una formación ubicua que aparece cuando circula el líquido.  Pero a diferencia del agua, los fluidos regidos por las extrañas reglas de la mecánica cuántica tienen una restricción especial: como predijo por primera vez en 1945 el futuro ganador del Nobel Lars Onsager, un vórtice en un fluido cuántico solo puede girar en unidades de números enteros. Se predice que estas estructuras giratorias serán ampliamente útiles para estudiar todo, desde sistemas cuánticos hasta agujeros negros.  Pero mientras que el vórtice cuántico más pequeño posible, con una sola unidad de rotación, se ha visto en muchos sistemas, los…

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Los fluidos cuánticos de luz generados ópticamente revelan estados exóticos de ondas de materia

Investigadores de Skoltech y la Universidad de Southampton, Reino Unido, utilizaron métodos totalmente ópticos para crear una red artificial cuyos nodos albergan polaritones, cuasipartículas que son excitaciones de media luz y media materia en semiconductores. Esta llamada red de Lieb, que generalmente no ocurre en la naturaleza, permitió al equipo demostrar resultados importantes para la física de la materia condensada. Desde la perspectiva de las aplicaciones, la celosía de polaritón generada por láser, informada en Nature Communications, se puede utilizar para el diseño de dispositivos de próxima generación como computadoras ópticas que dependen de la gestión de la dispersión y la luz guiada. En el régimen de acoplamiento fuerte de luz-materia, las excitaciones electrónicas en un semiconductor colocado entre dos espejos que forman una microcavidad…

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