Estación: claridad

En 1801, Thomas Young deslumbró al mundo con su experimento de la doble rendija, mostrando que la luz formaba patrones de interferencia, interpretados como prueba de su naturaleza ondulatoria. Durante más de dos siglos, esta idea ha sido un pilar de la física, ilustrando la dualidad onda-partícula. Sin embargo, un equipo liderado por Gerhard Rempe, con colaboradores de Brasil, Suiza y Alemania, ha publicado en Physical Review Letters (2025) una reinterpretación revolucionaria que desafía esta visión. Su teoría del “fotón oscuro” propone que los patrones de franjas no requieren ondas, sino que emergen de una descripción puramente cuántica basada en estados colectivos de fotones: brillantes, oscuros e intermedios.
La clave radica en la óptica cuántica. Los investigadores analizaron cómo la luz interactúa con la materia, identificando estados brillantes, que excitan detectores, y estados oscuros, que contienen fotones pero permanecen invisibles al no interactuar. En el experimento, cuando dos modos de luz están en fase, forman un estado superradiante, detectado con intensidad máxima. En oposición de fase, generan un estado oscuro, indetectable aunque presente. Así, las zonas oscuras de interferencia destructiva no indican ausencia de luz, sino fotones en estados no observables. Esta perspectiva elimina la necesidad de interpretar la luz como onda, explicando el fenómeno desde una estructura corpuscular.
El modelo no contradice los resultados clásicos; los patrones de interferencia persisten. Sin embargo, redefine su origen. Usando herramientas establecidas, como la teoría de coherencia óptica de Glauber, los autores muestran que los estados brillantes corresponden a las franjas iluminadas, los oscuros a las zonas apagadas, y los intermedios a gradientes parciales. Un detalle técnico fascinante es cómo los detectores que rastrean la rendija recorrida por un fotón rompen la coherencia cuántica de los estados oscuros, eliminando la interferencia sin perturbar físicamente al fotón, un avance sobre explicaciones previas que asumían un “golpe” mecánico.
Las implicaciones trascienden lo teórico. Manipular estados oscuros podría revolucionar la tecnología cuántica. Por su resistencia a la decoherencia, podrían servir como memorias cuánticas robustas, ideales para computación cuántica. Además, detectar señales en zonas de interferencia destructiva abriría caminos para sensores ultrasensibles. Los autores sugieren experimentos con átomos atrapados o circuitos superconductores para validar estas ideas, extendiendo el modelo a sistemas con múltiples rendijas o modos de luz.
Filosóficamente, esta teoría cuestiona la dualidad onda-partícula, proponiendo un marco corpuscular unificado. Si se consolida, podría reescribir libros de texto, relegando la interpretación ondulatoria a un eco histórico. Publicado el 12 de mayo de 2025, este trabajo no solo reabre el debate sobre la naturaleza de la luz, sino que posiciona a la física cuántica ante un posible cambio de paradigma, donde los fotones, organizados en estados invisibles, revelan un universo más extraño y sutil de lo que Young jamás imaginó.

En 1998, el descubrimiento de la energía oscura revolucionó la cosmología al revelar que el universo no solo se expande, sino que lo hace a un ritmo acelerado, desafiando la expectativa de que la gravedad ralentizaría este proceso tras el Big Bang. Nombrada por su misterio, esta fuerza, que constituye cerca del 70% del cosmos, ha sido un enigma persistente. Sin embargo, recientes observaciones del Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI), ubicado en el Observatorio Nacional de Kitt Peak, Arizona, están sacudiendo los fundamentos de la teoría cosmológica, incluida la relatividad general de Albert Einstein. DESI, con sus 5.000 fibras ópticas robóticas que funcionan como minitelescopios, escanea galaxias a alta velocidad, midiendo la aceleración de su separación en diferentes épocas cósmicas. En 2024, los datos iniciales sugirieron una variación en la fuerza de la energía oscura, un hallazgo que muchos consideraron una posible anomalía. Pero en 2025, la evidencia se ha fortalecido, como confirma Seshadri Nadathur de la Universidad de Portsmouth: “Hemos realizado pruebas exhaustivas; los resultados no son un artefacto de los datos”.
Este hallazgo, aún preliminar, indica que la energía oscura podría no ser una constante cosmológica, como postula el modelo estándar basado en Einstein, sino una entidad dinámica que evoluciona con el tiempo. Ofer Lahav, de University College de Londres, describe el momento como “espectacular”, sugiriendo un posible cambio de paradigma en nuestra comprensión del espacio-tiempo. La profesora Catherine Heymans, Astrónoma Real de Escocia, destaca que, tras un escrutinio intensivo, los datos de DESI apuntan a un descubrimiento potencialmente trascendental, aunque persiste la cautela: “Aún podría ser un error, pero también podríamos estar al borde de algo grande”. La colaboración DESI, que involucra a más de 900 investigadores de 70 instituciones globales, planea mapear 50 millones de galaxias en los próximos dos años para confirmar si esta variación es real.
Paralelamente, la misión Euclid de la Agencia Espacial Europea, lanzada en 2023, complementará estos esfuerzos con un mapeo más profundo del cosmos. Equipado con óptica avanzada, Euclid observará galaxias a mayores distancias, ofreciendo datos que podrían validar o refutar los hallazgos de DESI. Andrei Cuceu, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, subraya: “Dejamos que el universo nos revele sus secretos, y parece decirnos que es más complejo de lo que imaginábamos”. La pregunta central —qué causa esta variación— permanece sin respuesta. Lahav admite con entusiasmo: “¡Nadie lo sabe!”. Si se confirma, este fenómeno exigiría una nueva teoría física, desafiando la constante cosmológica de Einstein y abriendo un horizonte de posibilidades para entender la estructura del cosmos. Mientras DESI y Euclid acumulan datos, el universo podría estar a punto de reescribir sus propias reglas, invitándonos a repensar la naturaleza misma de la realidad.