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La velocidad de la luz en el vacío es el límite absoluto de velocidad del universo. Nada puede viajar más rápido que 299.792 kilómetros por segundo (186.000 millas por segundo), según el trabajo de Einstein, ya que se necesitaría una cantidad infinita de energía para hacerlo.
Sin embargo, eso no significa que la luz no pueda ser superada en términos de velocidad bajo el conjunto adecuado de circunstancias. En el agua, por ejemplo, la luz se ralentiza a 225.000 kilómetros por segundo (139.800 millas por segundo), que sigue siendo bastante rápido, pero puede ser superado por partículas (por ejemplo, en un reactor nuclear) y dar como resultado la luz Cherenkov.
Pero 225.000 kilómetros por segundo está lejos de ser la velocidad más lenta a la que la luz ha viajado jamás. En 1998, los científicos pudieron reducirla a sólo 17 metros por segundo, o unos vergonzosos 61,2 kilómetros (38 millas) por hora.
Ralentizar la luz no era el objetivo final del experimento. El equipo estaba muy interesado en estudiar el condensado de Bose-Einstein (BEC), un estado de la materia que Albert Einstein planteó por primera vez basándose en el trabajo del físico teórico Satyendra Nath Bose. Cuando un gas de bosones (partículas subatómicas portadoras de fuerza que tienen un espín entero) se enfría a temperaturas cercanas al cero absoluto, forman un único objeto cuántico, que a menudo se compara con su actuación como un único átomo.
"La función de onda de un BEC corresponde al estado fundamental de un objeto cuántico macroscópico", explica un artículo. "En otras palabras, una colección de átomos en un BEC se comporta como una única entidad cuántica".
En este extraño nuevo estado de la materia, creado por primera vez en el mundo real en 1995, se obtiene una visión macroscópica del comportamiento cuántico.
Tiene muchas propiedades extrañas, incluida la viscosidad cero. Si se coloca un poco de esta sustancia en un vaso, trepará por el costado del vaso. Pueden sostener vórtices que pueden usarse para crear agujeros negros análogos y explotar de una manera similar a una supernova, llamada bosenova. Está bastante claro por qué querrías estudiar este tipo de cosas.
En 1998, científicos del Instituto Rowland para la Ciencia crearon un BEC subenfriando átomos de sodio en una cámara de vacío. Primero dispararon rayos láser (que se movían a la velocidad habitual de la luz) al sodio, ralentizando las partículas a medida que absorbían fotones. Una vez ralentizados, los colocaron en otra matriz de láseres, donde los átomos fueron empujados hacia atrás en cualquier dirección de la que vinieran, ralentizando aún más (y enfriando) la nube de átomos, que se mantiene en su lugar gracias a un poderoso campo magnético.
Una vez hecho esto y formada una nube de condensado, el equipo disparó un láser a lo ancho de la misma para establecer una interferencia cuántica, mientras que un segundo láser disparó a lo largo de la misma. En estas condiciones, la luz se ralentizó drásticamente.
"Obtenemos una velocidad de la luz de 17 [metros por segundo] para la propagación del pulso en una nube atómica inicialmente preparada como un condensado de Bose Einstein casi puro (la fracción de condensado es ⩾90 por ciento)", escribió el equipo sobre su experimento. "Si la nube permanece como condensado durante y después de la propagación del pulso es una cuestión que está más allá del alcance de esta Carta".
Aunque fue satisfactorio, el equipo se dio cuenta de que podían hacerlo mejor.
"Poco después, logramos detener un pulso de luz por completo en una nube atómica enfriada a una temperatura justo por encima de la temperatura de transición para BEC", explica el equipo en el sitio web de Hau Lab. "En el momento en que el pulso de luz se ralentiza, se comprime y se contiene dentro de la muestra atómica, apagamos el campo láser de control abruptamente y luego lo volvemos a encender en un momento posterior. Cuando el láser de control se vuelve a encender, el pulso de luz se regenera: podemos detener y regenerar de forma controlada el pulso de luz".
La carta se publica en Nature.