Descubren una clave cuántica insólita para ver a través del caos: 2 fotones logran lo que la luz clásica no puede
CIENCIAS EXACTAS: FÍSICA.
Un nuevo método permite transmitir imágenes por medios opacos usando pares de fotones entrelazados, mientras la luz convencional pierde toda la información.
Impresión artística de la técnica. Crédito: Hugo Defienne, Chloé Vernière.
Un equipo de científicos ha confirmado que 2 fotones entrelazados pueden conservar una imagen al atravesar un medio caótico, incluso cuando la luz clásica queda completamente inutilizada.
El hallazgo, publicado en Nature Physics y apoyado por un trabajo paralelo en Optica, muestra que el desorden óptico no tiene por qué ser solo un muro: puede convertirse en una especie de cerradura física. La llave no es más luz, sino luz cuántica.
El truco: una transparencia que solo reconoce luz cuántica.
Los investigadores del Institut des NanoSciences de Paris, el Laboratoire Kastler Brossel y la Universidad de Glasgow han diseñado un método capaz de hacer que un medio dispersivo sea transparente solo para la información transportada por fotones entrelazados. Para la luz clásica, ese mismo medio sigue siendo opaco.
La idea resulta casi poética: dos partículas de luz, separadas pero correlacionadas, atraviesan el caos como si compartieran un mapa secreto. En tejidos biológicos, fibras ópticas multimodo o atmósferas turbulentas, la luz se dispersa y la imagen se vuelve ilegible. Aquí, en cambio, las correlaciones espaciales entre los fotones sobreviven.
Dos partículas de luz, separadas pero correlacionadas, atraviesan el caos como si compartieran un mapa secreto.
Pero hay un detalle que desconcierta: no se trata simplemente de “deshacer” el desorden, como hacen las técnicas clásicas de conformación de frente de onda. El sistema aprovecha una propiedad propia del entrelazamiento: sus correlaciones pueden mantenerse coherentes en bases ópticas distintas.
La imagen no viaja en la luz: viaja en la correlación.
En el experimento, los científicos emplearon un modulador espacial de luz para optimizar una máscara de fase. Su objetivo no era reconstruir la trayectoria clásica de la luz, sino preservar las coincidencias entre pares de fotones entrelazados después de atravesar el medio dispersivo.
Ese matiz lo cambia todo. En lugar de enviar una imagen como una intensidad luminosa convencional, la información queda codificada en las correlaciones espaciales entre dos fotones. La imagen aparece donde una cámara clásica solo vería ruido.
La imagen aparece donde una cámara clásica solo vería ruido.
El artículo de Optica describe esta estrategia como una optimización no clásica: el sistema encuentra soluciones físicas que no surgirían si se optimizara con luz coherente convencional. Es como si el desorden tuviera dos puertas: una visible, que se cierra ante la luz ordinaria, y otra oculta, que solo se abre cuando la información llega en forma de entrelazamiento.
Concepto y resultados experimentales. Crédito: Hugo Defienne, Chloé Vernière.
Un futuro para ver tejidos, proteger datos y resolver problemas difíciles.
La aplicación más inmediata apunta a la comunicación segura. Si un medio puede discriminar físicamente entre información clásica y cuántica, podría actuar como filtro selectivo para proteger mensajes o imágenes.
A más largo plazo, esta estrategia podría inspirar nuevas formas de imagen biomédica. Ver a través de tejidos sigue siendo uno de los grandes desafíos de la óptica moderna: la piel, la sangre o el cerebro dispersan la luz como una niebla microscópica. Si las correlaciones cuánticas sobreviven donde la imagen clásica se rompe, se abre una vía fascinante.
El avance no significa que mañana podamos ver con nitidez a través de cualquier tejido humano. Pero sí marca un giro conceptual.
Los autores también señalan una conexión con problemas de optimización compleja. El proceso se parece a minimizar la energía de sistemas físicos con interacciones múltiples, una familia de problemas difíciles en física estadística. El caos óptico, domesticado con fotones entrelazados, podría convertirse en una herramienta de cálculo.
El avance no significa que mañana podamos ver con nitidez a través de cualquier tejido humano. Pero sí marca un giro conceptual: el desorden deja de ser un enemigo absoluto y se convierte en un componente programable.
Al final, la escena tiene algo de metáfora científica: dos fotones, unidos por una relación invisible, encuentran un camino donde la luz común se pierde. En el laberinto del caos, la información no sobrevive por fuerza, sino por vínculo.
Por: Sergio Parra. Periodista científico.
Sitio Fuente: MuyInteresante