Desde el famoso experimento mental del gato de Erwin Schroedinger, los físicos de todo el mundo han tratado de crear sistemas a gran escala para probar cómo se aplican las reglas de la mecánica cuántica a los objetos cotidianos.
Los científicos han creado un sistema que se encuentra en dos estados sustancialmente diferentes al mismo tiempo, que en parte recrea, a gran escala, el experimento de Schroedinger y su gato. Crédito de la imagen: Martin Bahmann (Wikipedia Commons)
Dos científicos de la Universidad de Calgary recientemente dieron un paso importante en esa dirección, mediante la creación de un sistema a gran escala que se encuentra en dos estados sustancialmente diferentes al mismo tiempo. Hasta este momento, los científicos sólo habían logrado recrear los efectos cuánticos a escalas mucho más pequeñas.
Entendiendo al gato de Schroedinger
En contraste con nuestra experiencia cotidiana, la física cuántica permite que las partículas se encuentren en dos estados al mismo tiempo – la llamada superposición cuántica. Un núcleo radiactivo, por ejemplo, puede estar al mismo tiempo en un estado degradado y en uno no degradado.
La aplicación de estas reglas cuánticas en objetos grandes conduce a consecuencias paradójicas e incluso extrañas. Para enfatizar esto, Erwin Schroedinger, uno de los padres fundadores de la física cuántica, en 1935 propuso un experimento mental que involucra a un gato que puede morir debido un mecanismo activado por la desintegración de un solo núcleo atómico. Si el núcleo está en una superposición de estados degradados y no degradados, y si la física cuántica se aplica a los objetos de gran tamaño, la creencia es que el gato va a estar a la vez vivo y muerto.
Aunque a un nivel micro se han logrado sistemas cuánticos con propiedades similares a las del ‘gato de Schroedinger’, la aplicación de este principio a los objetos cotidianos ha demostrado ser difícil de demostrar.
“Esto se debe a que los objetos cuánticos grandes son muy frágiles y tienden a desintegrarse cuando se someten a cualquier tipo de interacción con el medio ambiente”, explica el profesor Alex Lvovsky, autor principal del estudio.
Los fotones ayudan a iluminar la paradoja
El avance logrado por los físicos cuánticos de Calgary es que lograron idear un estado cuántico de luz que consta de un centenar de millones de cuantos de luz (fotones), que incluso se puede ver a simple vista. En su estado, los componentes “muertos” y “vivos” del “gato” corresponden a estados cuánticos que se diferencian por decenas de miles de fotones.
Si bien los resultados son prometedores, el profesor adjunto Christoph Simon, coautor del estudio, admite que aún quedan muchas preguntas sin respuesta.
“Todavía estamos muy lejos de lograr esto con un gato real”, dice el investigador. “Sin embargo, este resultado sugiere que hay una gran oportunidad para avanzar en esa dirección”.
El estudio de publica en Nature Physics.
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