La física de la imagen fantasma obtenida con solo un píxel

Ghost imaging o imagen fantasmal es un curioso fenómeno físico que ha causado dolores de cabeza a varios científicos, en años recientes.

Funciona a así: 1) Toma dos haces de fotones enredados, el primero lo diriges a un objeto. Los fotones transmitidos del objeto son colectados por un detector de un solo pixel.

2) el segundo haz es dirigido a un arreglo CCD sin que interactué con otro objeto.

3) Entonces, es posible reconstruir una imagen del objeto, al correlacionar la información de los dos detectores. Aun cuando el detector de un solo pixel carece de resolución espacial. Esta imagen obtenida es la imagen fantasma.

Fue demostrado el efecto por primera vez en 1995, y todos se sorprendieron por esta caracteristica del enredamiento cuántico (quantum entaglement).

Sin embargo, era poco claro que tan importante era contar con haces con el enredamiento. Por ello aquí la luz de la luz.

Y. Silberber y camaradas, de Israel, realizaron un ingenioso experimento. Ellos emplean un solo haz, que para iluminar el objeto, y colectan los fotones trasmitidos usando un detector con un solo pixel. Entonces calcularon teóricamente que es lo que el segundo haz debería llevar de información y combinaron los datos del pixel con los datos del haz virtual, esto si es fantasmagórico.

Y obtuvieron esto: ¡aun detectan la imagen fantasma. Una imagen 2D de un solo pixel! Demostrando que no se requieren enredamiento cuántico, pues no hay segundo haz de luz.

Ahora la pregunta es:
¿Qué clase de información clásica permite la reconstrucción de la imagen 2D de un simple pixel como sensor?

Referencias:

Bromberg, Y., Katz, O., & Silberberg, Y. (2009). Ghost imaging with a single detector Physical Review A, 79 (5) DOI: 10.1103/PhysRevA.79.053840

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