La física cuántica protagoniza una película de una millonésima de segundo

Una millonésima de segundo para matar al gato de Schrödinger

Física cuánticaEl gato de Schrödinger es una afortunada metáfora con la que el físico Erwin Schrödinger trató de explicar, en el año 1935, el extraño funcionamiento del física cuántica, el mundo de lo muuuuy pequeño.

Según trató de explicarnos el científico, si tenemos un gato dentro de una caja cerrada y opaca en la que hay alimento y veneno, el animal estará vivo o muerto dependiendo de si se abre la caja. Mientras tanto, vida y muerte serán dos estados superpuestos tal como sucede con la propiedad cuántica que permite a una partícula estar en todos sus estados posibles al mismo tiempo.

Mientras que, en la física clásica, el gato estará vivo o muerto antes de que abramos la caja y comprobemos su estado, en la mecánica cuántica se encuentra en una superposición de los estados posibles hasta que interviene el observador. Al medir una magnitud de un sistema, este colapsa en el estado que medimos. ¿Raro, eh?

Física cuántica

El físico vienés Erwin Schrödinger, según el proyecto Mala Musa, que mezcla reggaetón y ciencia

la física cuántica en nuestra vida cotidiana

Sin embargo, las características más chocantes de física cuántica están profusamente demostradas y se emplean en ámbitos tan diversos como el láser de telecomunicaciones y cirugías, los chips de nuestros “smartphones”, placas solares, el radiodiagnóstico, el GPS y, de manera creciente, en la computación y la criptografía. Hay estudios que demuestran que, en un país desarrollado, más del 50% del PIB se basa en conocimientos que tienen origen en la cuántica.

La transferencia de la investigación sobre física cuántica del laboratorio al mercado mediante aplicaciones comerciales es el objetivo de un megaproyecto de la Unión Europea dotado con un presupuesto de 1.000 millones de euros.

Eso sí, a pesar de sus múltiples usos, la física cuántica aún guarda muchos secretos y uno de ellos, el del colapso de la medición o colapso de la función de onda, parece haber sido desvelado. Una colaboración de investigadores de Suecia, Alemania y España (Universidad de Sevilla) ha desvelado lo que sucede al medir el estado de un sistema cuántico.

Para ello, han utilizado un solo átomo: un ion de estroncio atrapado en un campo eléctrico.

física cuántica

Animación del resultado del experimento: las alturas de las barras indican el grado de superposición de los posibles estados cuánticos. F. Pokorny et al., «Tracking the dynamics of an ideal quantum measurement», Physical Review Letters 2020.

lo que es y no es, al final es

La medición en este ion dura solo una millonésima de segundo. Al producir una «película» que consiste en imágenes tomadas en diferentes momentos, los científicos mostraron que el cambio de estado ocurre gradualmente bajo la influencia de la medición.

Por primera vez, se ha observado cómo se diluye la ambigüedad en el mundo de la realidad cuántica para conformar la realidad observable por nuestros ojos.

«Estos resultados arrojan nueva luz sobre el funcionamiento interno de la naturaleza y son consistentes con las predicciones de la física cuántica moderna», dice Markus Hennrich, líder del equipo de investigadores suecos.

Vale, ¿y esto para qué sirve? Pues, además de para rompernos la cabeza, resulta que la medición es una parte esencial de las computadoras cuánticas. Por ello, el grupo de la Universidad de Estocolmo está trabajando ahora en computadoras basadas en iones atrapados, donde las mediciones se utilizan para llegar al resultado final de un cálculo cuántico.

Puf, si habéis llegado hasta aquí en la lectura, nuestra más sincera enhorabuena por ser tan curiosos. Aunque ya sabéis que la curiosidad mato al gato…de Schrödinger.

Imagen de cabecera: F. Pokorny et al.

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