En un cristal de silicio, un átomo de fósforo mantiene un electrón extra en dos órbitas muy próximas. Estas órbitas se asemejan a dos pisos contiguos de un edificio, con una escalera casi imperceptible. Un breve pulso láser en el infrarrojo medio empuja al electrón desde el piso inferior al superior, y este comienza a balancearse entre ambos, como un péndulo.
Para observar este balanceo, los científicos enviaron tras el primer pulso un segundo pulso débil, que apenas rota el plano de vibración de la luz. El grado de rotación de este segundo pulso revela dónde se encuentra el electrón en cada instante. Resultó que la amplitud del balanceo y el tiempo que tarda en amortiguarse dependen de la cantidad de cargas libres ya excitadas en el cristal. Cuantas más cargas haya, más rápido pierde el electrón el ritmo.
A veces, bajo ciertas condiciones, el pulso láser no inicia el balanceo, sino que desplaza bruscamente el propio "suelo", es decir, modifica la forma de las órbitas. Entonces el electrón salta al tercer piso, que normalmente está cerrado. Este desplazamiento recuerda no al balanceo de un columpio, sino a un empujón instantáneo de toda la estructura. Gracias a ello, se logró excitar una transición que, según las reglas de simetría, estaba prohibida para el balanceo ordinario.
Este experimento demuestra que los estados cuánticos en el silicio no solo pueden crearse, sino también ajustarse modificando el entorno. En el futuro, estas oscilaciones controlables podrían servir de base para los qubits, las celdas de un ordenador cuántico construido sobre semiconductores convencionales.
El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre, después del oxígeno. Casi toda la arena de las playas está compuesta por su óxido.