TOP TEN: La revista Physics World presenta su selección de los 10 principales avances del 2011

Paula Bergero. Facultad de Ciencias Exactas (UNLP).

La selección estuvo a cargo del equipo editorial de la revista y se realizó entre 350 artículos publicados allí. La elección estuvo guiada por algunos marcadores, como la relevancia del aporte para todos los físicos, la importancia de la investigación y la conexión entre el experimento y la teoría. El artículo que los recopila fue escrito por Hamish Johnston y puede leerse en http://physicsworld.com/cws/article/news/48126. Como toda lista, es parcial y sesgada, pero de todos modos resulta interesante. Allí vamos.

• Primer puesto: Medidas cuánticas “inmorales”

El primer lugar fue para Aephraim Steinberg y sus colegas de la Universidad de Toronto en Canadá, por su trabajo experimental en mecánica cuántica. Usando una nueva técnica llamada "weak measurement", el equipo fue el primero en realizar un seguimiento de las trayectorias promedio de fotones individuales que pasan a través del experimento de Young de la doble rendija. Steinberg y su equipo han sido capaces de obtener información acerca de los caminos tomados por los fotones sin destruir el patrón de interferencia. En el experimento, la doble rendija se sustituye por un divisor de haz y un par de fibras ópticas. El fotón llega al divisor de haz y se desplaza por una de las fibras. Después de emerger de la fibra óptica, pasa a través de un trozo de calcita, que lo polariza levemente de acuerdo a su momento. Finalmente, crea un patrón de interferencia en una pantalla. Los fotones son entonces seleccionados según dónde impacten en la pantalla, lo cual permite a los investigadores determinar la dirección media de viaje de los mismos. El experimento revela, por ejemplo, que un fotón detectado en el lado derecho del diagrama de difracción es más probable que haya surgido de la fibra óptica que está a la derecha. Lo cual no es poco. En palabras de Steinberg, según el paradigma cuántico, "asking where a photon is before it is detected is somehow immoral".

• Segundo puesto: Mediciones de la función de onda

El segundo lugar está ligado al anterior. Fue asignado a Jeff Lundeen del Consejo Nacional de Investigación de Canadá, en Ottawa. Este ex colega de Steinberg también utilizó la "weak measurement" para trazar la función de onda de un conjunto de fotones idénticos, sin perder información sobre su estado. Además de mejorar la comprensión de los fundamentos de la mecánica cuántica, estas mediciones podrían ser útiles en los casos en que la tomografía no se pueda utilizar**.**

• Tercer puesto: "Encubrimiento" de eventos

Este lugar es para un aporte teórico y un dispositivo experimental relacionados. El puesto es compartido por dos equipos, uno en la Universidad de Cornell en los EE.UU. encabezado por Alexander Gaeta, y el otro en el Imperial College de Londres, dirigido por Martin McCall. El equipo de McCall publicó a principios de 2011 un análisis teórico sobre cómo puede “encubrirse” un evento en el espacio y tiempo para volverlo indetectable (descrito en http://physicsworld.com/cws/article/print/46376). Unos meses después, Gaeta y sus colaboradores construyeron un dispositivo que usa dos lentes temporales para lograr ese efecto al que llaman “cloaking”.

• Cuarto puesto: Mediciones del universo a partir de agujeros negros

El cuarto lugar en la lista fue otorgado a Darach Watson y sus colegas de la Universidad de Copenhague, Dinamarca, y la Universidad de Queensland, Australia. Los investigadores han elaborado una forma de usar los agujeros negros supermasivos para hacer mediciones precisas de distancias cósmicas. Estos agujeros negros supermasivos se pueden encontrar en casi todas partes en el universo, y a diferencia de las supernovas que se utilizan actualmente, son detectables por largos períodos de tiempo.

• Quinto puesto: Efecto Casimir dinámico, luz a partir del vacío

En la mitad de la lista se encuentra otro experimento. Christopher Wilson y sus colegas de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia, junto con físicos de Japón, Australia y los EE.UU. comparten el mérito de ser los primeros en detectar el efecto Casimir dinámico en el laboratorio. Este efecto, predicho teóricamente en 1970, consiste en la aparición de pares de fotones a partir del vacío cuántico generada por un cuerpo acelerado. Además de arrojar nueva luz sobre el efecto Casimir, el uso de un dispositivo superconductor de interferencia cuántica (SQUID) que simula un espejo oscilando al 5% de la velocidad de la luz hacen, de este un experimento extremadamente inteligente. Este efecto puede ser vinculado con la posibilidad de que las fluctuaciones de energía en el vacío hayan sido las responsables de la expansión del Universo durante los primeros instantes de su creación.

• Sexto puesto: Temperatura del Universo primitivo

El sexto puesto es para un cálculo. Fue otorgado a un equipo de físicos de EE.UU., India y China que ha hecho el mejor cálculo de la temperatura de condensación del Universo primitivo: dos billones de grados Kelvin. El trabajo es además un aporte en la comprensión de la cromodinámica cuántica (QCD), que describe las propiedades de los neutrones, protones y otros hadrones.

• Séptimo puesto: Oscilaciones de neutrinos

El séptimo puesto es para un trabajo experimental. Corresponde al equipo internacional de físicos que trabajan en el experimento Tokai-to- Kamioka (T2K) en Japón. Los investigadores dispararon un haz de neutrinos de muón a un detector y encontraron con que había cambiado u "oscilado" a neutrinos de electrón. Aunque estos resultados no son suficientes para pretender el descubrimiento de la oscilación neutrino muón-electrón, resulta la mejor evidencia disponible en la actualidad de que un "sabor" de neutrinos pueda oscilar en otro.

• Octavo puesto: Láser viviente

Este puesto es para un experimento en Biofísica. Malte Gather and Seok Hyun Yun, de la Harvard Medical School en EE. UU. fueron los primeros en fabricar un láser a partir de una célula viva. Iluminando con una intensa luz azul una proteína fluorescente de una célula embrionaria de riñón se logró que las moléculas emitieran una luz intensa, monocromática y direccional. Este fenómeno no destruye las células y se especula que podría ser utilizado para distinguir las células cancerosas de las sanas.

• Noveno puesto: Computadora cuántica de un solo chip

El noveno lugar fue asignado a Matteo Mariantoni y sus colegas en la Universidad de California en Santa Bárbara por implementar una versión cuántica de la arquitectura "Von Neumann" de computadoras personales. Basado en circuitos superconductores e integrados en un solo chip, el nuevo dispositivo ya ha sido utilizado para realizar dos importantes cálculos cuánticos. Su desarrollo da un paso más hacia la creación de ordenadores cuánticos prácticos capaces de resolver problemas reales.

• Décimo puesto: Reliquias del Big Bang

Este lugar fue adjudicado a Michele Fumagalli y Xavier Prochaska de la Universidad de California, Santa Cruz junto a John O'Meara de Saint Michael's College en Vermont. Ellos fueron los primeros en avistar nubes de gas generadas durante el Big Bang. A diferencia de otras nubes en el Universo (que parecen estar formadas por elementos creados en las estrellas) las nubes en cuestión solo están formadas por hidrógeno, helio y litio, los elementos más livianos que fueron creados por el Big Bang. Además de confirmar predicciones de la teoría del Big Bang, estas nubes proveen información sobre los elementos que conformaron las primeras estrellas y galaxias.