Un cristal de óxido de cobre parece una piedrecita de color rojo oscuro. Pero basta con que incida en él un pulso láser corto para que en su interior nazcan pares: un electrón y un «hueco», el lugar donde falta un electrón. Ese par se llama excitón y se comporta casi como un átomo de hidrógeno: las partículas giran una alrededor de la otra, unidas por la atracción eléctrica.

Científicos de Alemania y Rusia dirigieron sobre el cristal un láser con una potencia máxima de hasta 10 gigavatios por centímetro cuadrado, algo así como concentrar la luz de miles de bombillas en la punta de una aguja. El láser hacía que los excitones emitieran luz a frecuencia duplicada, lo que se conoce como generación de segundo armónico. Con una excitación débil, la señal crecía proporcionalmente al cuadrado de la potencia, como corresponde a partículas independientes. Pero al aumentar la excitación, el crecimiento se ralentizaba y luego la señal comenzaba a caer. Las líneas espectrales se desplazaban hacia energías menores y se ensanchaban.

La causa es el hacinamiento. Cuando hay demasiados excitones, empiezan a sentirse unos a otros. Como invitados en una habitación abarrotada: cada uno quiere ocupar su lugar, pero los vecinos estorban. Para los excitones, esto significa que dos excitaciones no pueden estar demasiado cerca: surge la llamada bloqueo de Rydberg. Es lo que limita el número de excitones capaces de participar en la generación de luz.

Las mediciones de absorción de dos fotones permitieron estimar la fuerza de la interacción entre excitones. Resultó ser del mismo orden que predice la teoría para átomos, pero la dependencia del número cuántico principal (el número de la «órbita») es completamente distinta. Esto significa que los excitones en el cristal no son meras copias en miniatura de los átomos: tienen sus propias reglas.

Las comprobaciones mostraron que los portadores de carga adicionales creados por absorción de tres fotones no explican lo observado. Así que el asunto está en las particularidades de la interacción excitón-excitón. Comprender estas diferencias ayudará a crear interruptores ópticos y fuentes de luz basados en excitones: compactos y rápidos como la propia luz.