Científicos han observado una transición de fase y biestabilidad óptica en una muestra de átomos de Rubidio (Rb) de Rydberg enfriados. Este fenómeno se detectó mediante espectroscopia de absorción, revelando cómo la interacción entre los átomos de Rydberg puede inducir comportamientos colectivos complejos en el sistema. Los átomos de Rydberg son átomos altamente excitados con electrones en órbitas muy grandes, lo que les confiere propiedades únicas como interacciones de largo alcance extremadamente fuertes y una alta sensibilidad a campos eléctricos.

El estudio se centró en la dinámica de absorción de la luz en la muestra, donde la fuerte interacción dipolo-dipolo entre los átomos de Rydberg provoca un bloqueo de Rydberg. Este bloqueo impide que varios átomos dentro de un cierto volumen sean excitados simultáneamente al estado de Rydberg, lo que lleva a una respuesta no lineal del medio a la luz incidente. La biestabilidad óptica observada implica que, para una misma intensidad de luz de entrada, el sistema puede existir en dos estados de transmisión estables diferentes, un comportamiento característico de los sistemas con retroalimentación positiva.

La observación de una transición de fase en este sistema subraya la posibilidad de controlar y manipular las propiedades ópticas de los medios atómicos mediante la ingeniería de las interacciones de Rydberg. Estos hallazgos son relevantes para el desarrollo de nuevas tecnologías en computación cuántica y óptica cuántica, donde los átomos de Rydberg se consideran prometedores para la construcción de puertas lógicas cuánticas y la creación de estados entrelazados. La capacidad de inducir y controlar transiciones de fase en estos sistemas abre vías para la exploración de fenómenos de muchos cuerpos y la creación de nuevos dispositivos fotónicos.