Si intentamos «cortar» una parte de un fotón con un obturador óptico, no obtendremos ni otro fotón ni una mezcla de fotón y vacío. Surge un estado cuántico complejo: una superposición y mezcla de estados con cualquier número de fotones, desde cero hasta infinito. Sorprendentemente, localmente, a la izquierda y a la derecha de la estrecha región de transición, este estado equivale a un solo fotón o al vacío, respectivamente. Es decir, de un lado vemos un fotón y del otro, vacío. Este trabajo muestra que incluso el simple intento de bloquear la luz puede generar, a partir de un solo fotón, una infinita variedad de estados cuánticos.
La luz está compuesta de porciones: fotones. Max Planck fue el primero en comprender que la luz se emite en cuantos. Hoy en día, se pueden dirigir fotones individuales. Cuando un fotón así se encuentra con un obturador rápido, no se puede cortar, no existe el medio fotón. En su lugar, surge una mezcla cuántica de estados con diferente número de fotones: cero, uno, dos, tres... sin límite. Es como una gota que golpea una cuchilla y salpica en una fuente de gotitas, donde cada gotita es la probabilidad de un resultado concreto.
Paradójicamente, esta mezcla compleja tiene un aspecto simple: a la izquierda del obturador, el mismo fotón con la misma energía, a la derecha, oscuridad total, y entre ambos, una finísima zona de transición. Un detalle inesperado: si el obturador se activa más rápido que la duración del pulso, el detector puede registrar dos o tres fotones, aunque se haya enviado estrictamente uno. Esto es consecuencia del difuminado cuántico.
Este comportamiento de la luz abre el camino para mejorar los fotómetros (instrumentos para medir el brillo) y los métodos de criptografía cuántica, donde cada fotón cuenta.
🎯 Con un obturador lo suficientemente rápido, un solo fotón puede multiplicarse: el detector ve dos o tres, aunque se envió uno. No es una ilusión, sino una consecuencia directa de la naturaleza cuántica de la luz.