Almacenamiento óptico extremadamente denso, en un fotón
(NC&T) Este sorprendente experimento se ha llevado a cabo en la Universidad de Rochester.
Para la imagen, consistente en las siglas "UR", por la Universidad de Rochester, se utilizó un solo pulso de luz, aunque el equipo de científicos puede guardar tantos como cien de estos pulsos a la vez en una diminuta celda que cabe en la palma de la mano. Al lograr condensar tanto la información en un espacio tan pequeño, nada menos que un fotón, y recuperarla intacta, se abre el camino para la utilización de dicha técnica como memoria transitoria o buffer para datos, almacenados como luz.
"Parece casi imposible, pero en lugar de almacenar unos y ceros, nosotros estamos almacenando una imagen completa", subraya John Howell, profesor de física y jefe del equipo que creó el dispositivo.
El almacenamiento óptico transitorio es un campo particularmente nuevo en la actualidad, porque los ingenieros están intentando acelerar las velocidades de procesamiento en ordenadores y de circulación de datos en las redes, empleando la luz, pero sus sistemas se derrumban cuando tienen que convertir las señales de luz en señales electrónicas para el almacenamiento de la información, incluso por cortos períodos de tiempo.
Diagrama del experimento. (Foto: U. Rochester)
El grupo de Howell utilizó un enfoque completamente nuevo que conserva todas las propiedades del pulso. El pulso almacenado transitoriamente es esencialmente perfecto con respecto al original, no hay distorsión, no hay difracción adicional, y la fase y la amplitud de la señal original se conservan por completo.
Para producir la imagen de las letras "UR", Howell hizo pasar un haz de luz a través de una plantilla con la U y la R "troqueladas". Cualquiera que haya jugado a proyectar sombras ante una linterna sabe cómo funciona esto, pero Howell disminuyó tanto la intensidad de la luz que un solo fotón fue todo lo que atravesó el dibujo.
La mecánica cuántica establece algunas cosas extrañas en esta escala, como que la mínima cantidad de luz puede ser considerada simultáneamente como partícula y como onda. Como una onda, atraviesa todas las partes del dibujo instantáneamente, llevando con ella la sombra de las letras UR. El pulso de luz entró en la celda de gas cesio, calentada hasta 100 grados Celsius, donde fue ralentizado y comprimido. El proceso permite que muchos pulsos puedan entrar simultáneamente dentro del pequeño tubo.
Hasta ahora, Howell ha logrado retardar en 100 nanosegundos los pulsos de luz y comprimirlos al 1 por ciento de su "tamaño" original. Ahora está trabajando para retardar docenas de pulsos varios milisegundos, y hasta 10.000 pulsos durante un nanosegundo. También quiere explorar si es posible retardar algo casi permanentemente, incluso al nivel de un solo fotón. Si él y sus colaboradores lo logran, será posible que cantidades increíblemente grandes de información sean almacenadas en un minúsculo haz de fotones.
