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Óptica cuántica

Óptica cuántica
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Concepto:La óptica cuántica es un campo de investigación que se ocupa la aplicación de la mecánica cuántica a fenómenos que implican la luz y sus interacciones con la materia.

Óptica cuántica. En Física, es un campo de investigación que se ocupa la aplicación de la mecánica cuántica a fenómenos que implican la luz y sus interacciones con la materia. La luz se compone de partículas llamadas fotones y por lo tanto intrínsecamente es "granulosa" (cuantizada); la óptica cuántica es el estudio de la naturaleza y los efectos de esto.

Inicio

El principio de la teoría de que la luz puede ser cuantizada, vino de Max Planck en 1899 cuando modeló correctamente la radiación del cuerpo negro asumiendo que el intercambio de energía entre la luz y la materia solamente ocurría en cantidades discretas, al cual llamó, cuantos. Era desconocida si la fuente de estas cantidades discretas era la materia o la luz. En 1905, Albert Einstein publicó la teoría del efecto fotoeléctrico, la única explicación posible para el efecto fotoeléctrico era la existencia de partículas de luz llamadas fotones. Más adelante, Niels Bohr demostró que los átomos estaban también cuantizados, en el sentido que solamente podían emitir cantidades discretas de energía.

La comprensión de la interacción entre la luz y la materia que siguieron después de estos adelantos, no solamente formaron la base de la óptica cuántica sino también fueron cruciales para el desarrollo de la mecánica cuántica como un todo. Esto cambió con la invención del máser en 1953 y del láser en 1960. Con la ciencia del láser, es decir, la investigación de los principios, diseño y el uso de éstos dispositivos, la óptica cuántica se convirtió en un campo importante, y la mecánica cuántica que fundamenta los principios del láser fue estudiada ahora con más énfasis en las características de la luz, y así el nombre de óptica cuántica llegó a ser habitual.

Estudios

Los campos de interés entre investigadores de la óptica cuántica incluyen la conversión paramétrica descendente, la oscilación paramétrica óptica, pulsos de luz todavía más cortos (attosegundo), uso de la óptica cuántica para la información cuántica, manipulación de átomos individuales, condensados de Bose-Einstein, sus aplicaciones, y cómo manipularlos (un subcampo frecuentemente llamado óptica atómica).

La investigación en la óptica cuántica que apunta traer los fotones para el uso en la transmisión de información y la computación es frecuentemente llamada fotónica.

Resultados

La Cuántica ha revolucionado la ciencia, y por tanto, también el entorno mundial. Objetos como el láser, el scanner o las células fotoeléctricas, son fruto de investigaciones basadas en esta disciplina. En el siglo XXI, la óptica cuántica se abre a campos emergentes, como el de la Informática, desarrollando protocolos de comunicación que, en la actualidad, parecen de ciencia ficción.

Dentro de la Mecánica cuántica, una de las ramas más fructíferas es la Óptica cuántica que, a grandes rasgos se define como el estudio de la luz y sus interacciones con la materia. Muchas investigaciones realizadas en este campo, que no se habían pensado para aplicaciones prácticas, están abriendo nuevas posibilidades a otras disciplinas. Y principios, como el de incertidumbre de Heisenberg, se aplica a la codificación de mensajes secretos.

La óptica cuántica ha proporcionado a la humanidad grandes avances para el desarrollo y avance de esta.

Fuentes