La luz que pasa junto a una estructura diminuta cambia de dirección. Si la estructura es más pequeña que la longitud de onda de la luz, actúa como una lente y concentra la luz en un punto más pequeño que la propia onda. En este nuevo trabajo, los físicos demostraron que incluso una única nanoestructura en la superficie de un chip puede enfocar la luz en un punto tan pequeño que puede utilizarse para atrapar átomos individuales.

Para ver ese punto, los científicos utilizaron los propios átomos. Un átomo que cae en el punto brillante comienza a emitir fotones, es decir, a brillar. Ese brillo permite medir con precisión dónde se concentra la luz y cuán intensa es. Este método es similar a una luciérnaga en una habitación oscura que muestra dónde incide el haz de una linterna. El átomo-luciérnaga no interfiere con la luz, por lo que el campo puede estudiarse sin distorsionarlo.

Este enfoque permite mantener átomos atrapados por la luz en una región muy pequeña. Esto es crucial para crear dispositivos cuánticos donde los átomos deben interactuar con fotones en un chip. La luz concentrada en un punto pequeño está más fuertemente acoplada al átomo, y las operaciones cuánticas se realizan de forma más rápida y fiable.

La nanoestructura en el chip funciona como una lente diminuta que no solo concentra la luz, sino que también la dirige al lugar adecuado. Esto la convierte en una herramienta versátil para las tecnologías cuánticas: puede atrapar átomos, amplificar su emisión y conectarlos con fotones en un solo dispositivo.