jueves, 20 de julio de 2000 Un rayo supera 310 veces la velocidad de la luz en un experimento en EE UUEl pulso lumnico fue detectado a la salida de una cmara de cesio antes que a la entradaUn pulso de luz que avanza a velocidad tan increble que, paradjicamente, se detecta a la salida de una caja de gas cesio 62 milmillonsimas de segundo antes que a la entrada. se es el resultado de un reciente experimento, calificado de asombroso por los propios cientficos, y que hoy se publica en Nature, cuando ya ha suscitado el inters de los investigadores. El experimento muestra que la luz en forma de paquetes o pulsos puede, en condiciones muy especiales, sobrepasar 310 veces su propio lmite de velocidad (300.000 kilmetros por segundo), establecido en la teora de la relatividad especial de Einstein.ms informacin FOTO SIN TITULO 20 aos buscando los puntos flacos de Einstein Un grupo de turistasUno de los experimentos imaginarios utilizados para ilustrar la teora de la relatividad especial de Einstein es "la paradoja del abuelo", segn la cual un astronauta hace un viaje de ida y vuelta en una nave que viaja a una velocidad superior a la de la luz y llega de vuelta a la Tierra muchos aos antes de haber partido. Viajar ms rpido que la luz implica viajar hacia atrs en el tiempo. El astronauta vuelve antes de que sus abuelos hayan concebido a su padre y mata a su abuelo. Entonces, resulta imposible su existencia. Esto, dicen los libros de texto, es precisamente el tipo de absurdo que hace imposible que cualquier cosa viaje a una velocidad superior a la de la luz en el vaco: 300.000 kilmetros por segundo, conocida como c.Ahora, un equipo de fsicos de Estados Unidos ha conseguido que un rayo de luz atraviese una cmara de gas a una velocidad varios centenares de veces superior a la de la luz. Se mueve tan deprisa que sale de la cmara antes de entrar.Lijun J. Wang y su equipo, del Instituto de Investigacin NEC en Princeton (Nueva Jersey) describen hoy este resultado aparentemente absurdo en la revista Nature pero se preocupan de sealar que no viola la teora de la relatividad ni el principio de causalidad (que dice que la causa siempre precede al efecto). Segn explic Wang (vase EL PAS del 7 de junio de 2000) cuando su experimento empez a ser conocido: "En efecto, se puede hacer que nuestros impulsos luminosos viajen a una velocidad superior a c. Esto es una propiedad especial de la luz en s, que es diferente de un objeto conocido, como un ladrillo, ya que la luz es una onda sin masa". Segn su argumento, los pulsos superlumnicos son el resultado de mecanismos clsicos de interferencia debidos a la la naturaleza ondulatoria de la luz y no se transmite informacin alguna (seal) a velocidad superior a c.El principio de causalidad es el principio que resulta amenazado en la paradoja del abuelo. La luz que parece llegar antes de partir resulta, a primera vista, una paradoja del mismo calibre. La razn de que no lo sea es bastante sutil.Un impulso de luz puede ser considerado como cierto nmero de rayos u ondas que viajan juntos, en cierto modo como un grupo de turistas. Algunos se encontrarn a la cabeza del grueso del grupo; otros se quedarn rezagados, pero el grupo como tal se mueve con una determinada velocidad de grupo. Cuando un pulso de luz se mueve por la mayor parte de los materiales su velocidad de grupo es ms pequea que en el vaco, de la misma forma que un grupo de turistas se mueve ms despacio en un museo que en un patio donde no tiene nada que observar. El grado de deceleracin caracteriza el ndice de refraccin del material.Para hacer que la luz se mueva ms deprisa de lo que lo hara en el vaco -ms deprisa que c- hay que crear un material que tenga un ndice de refraccin inusual. Esto ya se ha conseguido antes de los experimentos de Wang y su equipo, mediante la utilizacin de un material que distorsiona la forma del pulso luminoso. Si volvemos a la analoga de los turistas, esto se corresponde con que muchos de ellos se unan a la cabeza del grupo, haciendo correr a los que se quedan atrs. La velocidad de grupo de un pulso as distorsionado puede exceder de c incluso si los rayos en s mismos no viajan ms deprisa que la luz.Sin embargo, ahora, Wang ha demostrado una transmisin ms veloz que c sin distorsin del pulso de luz. En su material, un gas fro de atmos de cesio, las ondas de luz que se propagan son amplificadas en unas frecuencias por interaccin con los tomos. Esto produce extraos efectos en el ndice de refraccin del gas en las cercanas de la frecuencia de amplificacin. Para explotar este efecto sin distorsionar el pulso de luz, los cientficos tuvieron que utilizar un truco especial que consisti en enviar a travs del gas dos rayos lser con frecuencias ligeramente diferentes. Al hacerlo, consiguieron una velocidad de grupo unas 310 veces superior a c - un incremento mucho mayor que lo visto en experimentos anteriores-.Adems, la velocidad de grupo fue negativa, lo que quiere decir que el pulso viaja en la direccin opuesta a las ondas individuales. Es como si al andar en un sentido, el grupo de turistas terminara movindose en sentido contrario, como sucede en un atasco, que se propaga hacia atrs aunque los automviles sigan movindose hacia adelante. Este resultado antiintuitivo es posible nicamente porque los rayos de luz, al revs que los turistas, son ondas.Como consecuencia, parece que el pulso sale de la cmara de gas 62 nanosegundos (milmillnesimas de segundo) antes de que entre. Sin embargo, esto no viola la causalidad porque el pulso que viaja acelerado y en sentido contrario no puede mandar ninguna informacin codificada a mayor velocidad que la de la luz en el vaco y por tanto no puede tener un efecto sobre su propia causa.Sin embargo, existe cierta discusin todava, segn explica el especialista Jon Marangos en la misma revista, sobre cul es la velocidad a la que de verdad se transmite informacin en un pulso de luz, y esto depende de cmo se defina la informacin. En el caso de pulsos de luz formados por muy pocos fotones se podra argumentar que la velocidad del grupo es la misma que la de cada uno de los fotones, y si esto se ampliara a un solo fotn, tendra implicaciones en la transmisin cuntica de informacin, un rea de inters en la actualidad

20 aos buscando los puntos flacos de EinsteinEl Pas / Nature Madrid 20 JUL 2000 Luz frenadams informacin Un rayo supera 310 veces la velocidad de la luz en un experimento en EE UU Desde hace ya dos dcadas, de la mano de nuevas herramientas como el omnipresente lser, los cientficos han intentado encontrarle los puntos flacos a Einstein y de paso utilizar el efecto de que los paquetes de ondas viajen a velocidad superior a la de la luz en el vaco (c) en aplicaciones prcticas en circuitos electrnico-pticos. Sin embargo, la propagacin superlumnica implicaba hasta ahora distorsionar los pulsos de luz y eso haca muy difcil interpretar los resultados, explica el especialista Jon Marangos, del Imperial College en Londres.En mayo de este mismo ao, un grupo de investigadores italianos del Consejo Nacional de Investigacin, en Florencia, consigui la propagacin de microondas (ondas cuya longitud de onda est en el rango de los centmetros) por el aire a distancias de un metro y a una velocidad siete veces c, pero con distorsin del impulso. Los investigadores emitieron microondas desde una antena convencional y dejaron que la radiacin se reflejara en un espejo curvo hasta llegar a un detector. A pesar de su aparente simplicidad, el anlisis de los resultados del experimento y su interpretacin son procesos muy complejos y no hay acuerdo sobre su alcance. La mayora de los fsicos opina que este resultado no socava principios fundamentales, pero otros creen que s porque las microondas contienen informacin que supuestamente se ha enviado a velocidad superior a la de la luz en el vaco.Anedio Ranfagni, director del experimento, ha sealado que cree que plantea interrogantes todava sin resolver sobre la posibilidad de mandar informacin a mayor velocidad que la de la luz.En 1999, investigadores de las universidades de Harvard y de Stanford dirigidos por la cientfica danesa Lene Vestergaard Hau utilizaron tambin lser para interactuar con una forma especial de la materia llamada condensado de Bose-Einstein y lograr frenar la luz hasta una velocidad similar a la de un cliclista (unos 60 kilmetros por hora). "Hemos conseguido una velocidad tan baja de la luz que casi podemos mandar un rayo al aparato, irnos a tomar un caf y volver antes de que salga de l", declar entonces Hau al diario The New York Times.Segn los expertos, este experimento y el aparato construido para realizarlo tendrn aplicaciones prcticas muy importantes para avanzar en el campo de la computacin ptica, los conmutadores de alta velocidad, los sistemas de comunicaciones y las pantallas. En la actualidad, Hau dirige un equipo en el Instituto Rowland, en Boston, fundado por Edwin H. Land, inventor de la cmara Polaroid.