Un nuevo récord en la física cuántica
En el mundo de la física cuántica, parece que se acaba de romper otro récord. En un artículo publicado en el sitio de preimpresiones ArXiv, investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China afirman haber observado átomos en un estado de superposición cuántica durante 23 minutos. Mantener estados cuánticos estables durante tanto tiempo podría ayudar a que los dispositivos cuánticos sean más duraderos y a descubrir efectos nuevos y extraños en la física cuántica.
¿Qué es la superposición?
La superposición es un fenómeno donde un objeto en un momento dado tiene el potencial de ocupar múltiples estados diferentes, pero el estado real del objeto es desconocido. Objetos muy pequeños, como fotones o electrones, demuestran este comportamiento; se comportan como ondas, ocupando potencialmente una gama de posiciones en un mismo momento, en lugar de como partículas con una posición única. Fundamentalmente, cuando un objeto en superposición es observado, su condición colapsa y se ve en solo uno de sus estados potenciales. Se puede pensar en esto como una moneda siendo lanzada: mientras gira en el aire, es potencialmente tanto cara como cruz al mismo tiempo, pero cuando la miras después de que ha caído, puede ser solo uno u otro.
El gato de Schrödinger y la superposición
También es posible que hayas oído explicar la superposición usando la famosa paradoja del gato de Schrödinger. Este fue un experimento mental propuesto por el físico Erwin Schrödinger, en el cual un gato es colocado en una caja sellada con un material radiactivo que se descompondrá aleatoriamente, lo que, cuando sucede, mata al gato. Hasta que no abras la caja, el experimento propone que el gato está en superposición, siendo simultáneamente tanto vivo como muerto. Aunque se usa comúnmente para explicar la superposición, el experimento de Schrödinger pretendía mostrar la aparente absurdidad de este comportamiento cuántico.
Investigaciones recientes
Durante años, los investigadores han podido capturar objetos diminutos que exhiben superposición, con partículas de luz e incluso pequeños cristales en el laboratorio demostrando ocupar múltiples estados al mismo tiempo. Sin embargo, los objetos en estos experimentos siempre fueron muy inestables, y su exposición a la superposición extremadamente efímera. Sin embargo, en el nuevo estudio, los investigadores chinos, liderados por el físico Zheng-Tian Lu, parecen haber utilizado átomos atrapados por luz para sostener el fenómeno.
Los investigadores utilizaron alrededor de 10,000 átomos de itterbio, que enfriaron a unos pocos milésimas de grado por encima del cero absoluto y atraparon con las fuerzas electromagnéticas de la luz láser. Bajo estas condiciones, los estados cuánticos de los átomos pudieron ser controlados con mucha precisión, y los investigadores aprovecharon esto para poner cada átomo en una superposición de dos estados concurrentes que tenían dos giros muy diferentes.
Generalmente, las perturbaciones del entorno de los átomos causarían que colapsaran en un solo estado en segundos o milisegundos, pero los investigadores lograron ajustar los láseres con precisión para mantenerlos durante una duración sin precedentes de 1,400 segundos, o 23 minutos. Es importante señalar, sin embargo, que el trabajo aún no ha sido revisado formalmente de manera independiente.
Debido a que extiende la superposición durante tanto tiempo, tal técnica, si se demuestra que es posible, podría en el futuro utilizarse para detectar y estudiar fuerzas magnéticas, investigar nuevos y exóticos efectos en la física, o incluso permitir una memoria de computadora cuántica muy estable.
Esta historia apareció originalmente en WIRED Italia y ha sido traducida del italiano.
Fuente y créditos: www.wired.com
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