Las franjas de luz revelan el giro del fotón ✎ exprés

Original: "Quantum Arago-Fresnel interference of displaced spin states of photons"
· Yan Zhang, Xiang Liu, Hou Ian
arXiv:2607.28231v1 · 2026-07-30 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 2 min
Físicos encuentran la forma de detectar la rotación interna de un único fotón a partir de las franjas luminosas que surgen al mezclarlo con un láser.

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En la pared, franjas claras y oscuras. Así es la luz que se cancela a sí misma.

Ya en el siglo XVII, Christiaan Huygens supuso que la luz es una onda. Pero solo los experimentos de Arago y Fresnel a inicios del XIX demostraron que dos haces producen esas franjas únicamente si sus vibraciones están en el mismo plano. Este descubrimiento ayudó a entender qué es la polarización: la dirección en la que oscila la onda.

Dos siglos después, los físicos retomaron ese experimento, pero añadieron la visión cuántica propuesta por Roy Glauber. En lugar de dos haces corrientes, usaron luz de dos tipos distintos. Por un lado, un haz coherente, como el de un láser, donde todos los fotones marchan al unísono. Por otro, un único fotón, enrollado hacia la izquierda o hacia la derecha, como una pequeñísima peonza.

Esa «peonza» es el espín del fotón, su rotación interna, vinculada a la polarización circular (la misma que necesitan las gafas 3D). Mezclaron los haces y midieron el patrón resultante. Para ello emplearon fotometría precisa — medición del brillo y la polarización. A diferencia de la espectroscopia, que descompone la luz en un arcoíris, aquí solo interesaba la polarización.

El espín del fotón puede ser hacia la izquierda o hacia la derecha, como el giro de una peonza. Es el espín el responsable de la polarización circular que se emplea en el cine 3D.

La gran sorpresa estaba en un hecho simple. Resultó que las franjas dependen del giro del fotón. Espín a izquierdas: un patrón. A derechas: otro diferente.

Así, un mezclador óptico común se convirtió en un detector de giro cuántico. Para averiguar el espín no hacen falta aparatos complicados; basta con mirar las franjas. En el futuro, esto será útil en las redes cuánticas, donde es crucial determinar con rapidez el estado de los fotones individuales.

La luz viaja con una velocidad constante de 300 000 km/s. Más rápido no se puede ir. Sin embargo, en estos experimentos muestra su carácter ondulatorio.

La fotometría de Stokes describe por completo la polarización de la luz con cuatro números. El método fue propuesto por George Stokes en 1852.

Así, el viejo experimento de las franjas en la pared cobró nueva vida. Hoy no solo confirma la naturaleza ondulatoria de la luz, sino que sirve de llave para los secretos cuánticos.

La palabra «espín» viene del inglés spin, «giro». Aunque el fotón no gira como una bolita, esta propiedad se comporta de forma similar a un momento de rotación.

Científicos
Satyendra Nath BoseAlbert EinsteinWolfgang PauliAlbert A. MichelsonShuji NakamuraWilliam Borucki
Conceptos
indistinguibilidad de fotones pares de fotones entrelazados teorema de la relación entre el espín y la estadística medición de polarización interferencia cuántica ecuación de Einstein para el efecto fotoeléctrico estadística cuántica Ley de Coulomb ley de Malus polarización de espín birrefringencia luz polarizada interferometría bosón polarizabilidad polarimetría astrofísica ángulo espectroscopía de óptica cristalina divisor de haz incertidumbre de posición