Hacia un rayo tractor gracias a la mecánica cuántica

Un añejo tema de la ciencia-ficción es el rayo tractor, una tecnología en la que se utiliza luz para mover objetos de gran masa. Una variante de esta tecnología era el rayo tractor usado en la película "La guerra de las Galaxias", el cual capturó al Halcón Milenario y lo introdujo en la Estrella de la Muerte.

Aunque los rayos tractores de ese tipo siguen perteneciendo a la ciencia-ficción, actualmente se utilizan haces de luz para manipular mecánicamente átomos u objetos diminutos de vidrio, y se progresa rápidamente en el control de cuerpos cada vez más grandes.

Unos científicos del Laboratorio Nacional estadounidense Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) y la Universidad de California en Berkeley han mostrado por primera vez que las fluctuaciones cuánticas en un campo de luz son responsables de guiar los movimientos de objetos mucho más grandes que un electrón, y, en principio, podrían guiar el movimiento de objetos aún mayores.

Lo descubierto por el equipo de Daniel Brooks, Thierry Botter, Sydney Schreppler, Thomas Purdy, Nathan Brahms y Dan M. Stamper-Kurn, abre también caminos tecnológicos hacia diversos dispositivos ópticos cuánticos y hacia una mayor capacidad de detectar ondas gravitacionales, entre otras posibilidades.

La luz se refuerza en el interior de una cavidad óptica a determinadas frecuencias de resonancia, de forma similar a como una cuerda tensada de guitarra vibra produciendo sólo tonos específicos. Colocar un resonador mecánico dentro de la cavidad cambia la frecuencia de resonancia de la luz que pasa por ella, de modo similar a como cambia el tono de vibración de una cuerda de guitarra al deslizar los dedos hacia arriba o hacia abajo. A medida que la luz pasa por la cavidad óptica, actúa como un diminuto rayo tractor.

Si una cavidad óptica es de calidad ultraelevada, y el elemento resonador mecánico en su interior tiene un tamaño parecido al de un átomo y es enfriado hasta casi el Cero Absoluto, se puede usar el sistema optomecánico de cavidad resultante para detectar el más mínimo movimiento mecánico. Asimismo, incluso las fluctuaciones más pequeñas en la luz, o el vacío, pueden hacer que los átomos vibren. Mediante cambios en la luz se puede controlar ese movimiento atómico. Esto no sólo abre la puerta a estudios fundamentales de la mecánica cuántica que podrían darnos más información sobre el mundo "clásico" en que habitamos, sino también abre un camino hacia el procesamiento de información cuántica, sensores de fuerza ultrasensibles, y otras tecnologías que en la actualidad pueden parecer exclusivas de la ciencia-ficción.