Avalancha de fotones: cómo atrapar lo invisible ⚡ экспресс
Las tecnologías cuánticas necesitan detectores de fotones individuales. Los fotones de microondas (utilizados en circuitos superconductores) tienen una energía ínfima, por lo que es difícil distinguirlos del ruido. Un nuevo enfoque: antes de la detección, multiplicar los fotones mediante un dispositivo Josephson que funciona con tunelización inelástica de pares de Cooper. Es como un cucharón que convierte una gota de sopa en una cucharada entera, solo que para cuantos de luz. El análisis mostró que una multiplicación en dos etapas de 16 veces permite alcanzar una probabilidad de detección del 84.5% y una tasa muy baja de falsas alarmas.
En la fotometría (medición de la luz) durante mucho tiempo no fue posible captar fotones individuales de microondas: su energía es comparable al temblor de los átomos por el calor. La solución llegó de los superconductores: un fotón provoca una avalancha; como una bola de nieve que rueda montaña abajo y se cubre de más nieve, así el cuanto de microondas genera decenas iguales. La señal amplificada se separa del fondo mediante el análisis de la entropía cuántica, una medida del caos: en la avalancha de fotones es diferente a la de las interferencias aleatorias. El detector se enfría casi hasta el cero absoluto para suprimir el ruido térmico. La eficiencia alcanza el 84,5 % con errores mínimos. Paradoja: para capturar partículas del pasado ardiente del Universo se necesita un frío extremo. Estos detectores conectarán computadoras cuánticas y, tal vez, permitan registrar los fotones del eco del Big Bang, verificando el modelo estándar de la física.
🎯 La energía de un solo fotón de microondas es aproximadamente 100 000 veces menor que la de un fotón de luz visible, pero precisamente estas partículas transportan información sobre el Universo temprano.