Un diminuto cristal oscilante que pesa poco más que un grano de arena se ha convertido en el objeto más pesado jamás registrado en una superposición de sitios.
Físicos del Instituto Federal Suizo de Tecnología (ETH) en Zúrich han conectado un resonador mecánico a un tipo de circuito superconductor comúnmente utilizado en computación cuántica para replicar el famoso experimento mental de Erwin Schrödinger en una escala sin precedentes.
Paradójicamente, Schrödinger sería algo escéptico de que algo tan grande, bueno, cualquier cosa, pudiera existir en un estado de realidad ambiguo.
Los estados de superposición no tienen paralelo en nuestra experiencia cotidiana. Observe cómo cae la pelota de fútbol y podrá seguir su velocidad de caída con un cronómetro. Su posición final de descanso es tan clara como el día, e incluso cómo gira en vuelo es evidente.
Si cierra los ojos cuando caen, no hay razón para pensar que estos estados de ubicación o comportamiento podrían ser diferentes. Sin embargo, en la física cuántica, las características como la posición, el giro y el impulso no existen de manera significativa hasta que ves una pelota que descansa en el suelo.
Junto con otro peso pesado de la física teórica, Albert Einstein, Schrödinger no estaba exactamente interesado en interpretaciones de experimentos que indicaran que las partículas carecían de propiedades precisas hasta que la observación les dio una.
Para mostrar lo absurda que era toda la idea, el premio Nobel austriaco describió un escenario en el que la ubicación no observada de una partícula estaba vinculada a la vida de un gato invisible.
Imagine, si quiere, que una partícula escupida al azar de un átomo en descomposición, golpea un contador Geiger, hace que el vial de veneno se rompa y mata instantáneamente a un gato. Dado que todo esto ocurre dentro de una caja, los eventos y su tiempo pasan desapercibidos.
Ir con lo que se conoce como Interpretación de Copenhague En física cuántica, el sistema invisible existe en un estado de todas las posibilidades hasta que se observa su estado final. La partícula es emitida y no emitida. Contador Geiger activo e inactivo. El vial de veneno está roto, no hecho añicos. Y el gato está vivo y muerto.
Este camuflaje mortal es casi imposible de visualizar, pero se representa fácilmente en Ecuación ondulatoria de Schrödinger.
Casi un siglo después, el de Schrödinger ya no es una broma. Se ha observado no solo en moléculas pequeñas sino en moléculas enteras (sin mencionar grupos de miles de átomos). Podemos manipular la caja para asegurarnos de que el gato nunca muera. Incluso podemos jugar con la configuración para separar al gato. De hecho, tecnologías enteras se basan en los mismos principios que los objetos en estados de superposición.
Aunque ningún gato real ha sido amenazado nunca por un experimento cuántico, por moral, ya sabes, la teoría sigue siendo sencilla. Los objetos grandes como los gatos o, de hecho, los humanos, los elefantes o incluso los dinosaurios, pueden existir en estados de superposición de la misma manera que los electrones, los quarks y los fotones.
Las matemáticas no dejan lugar a dudas, sin embargo, observar los efectos de una presencia tan nebulosa a una escala tan grande es otra historia completamente diferente.
A nivel atómico, se puede ver un matiz de destinos incumplidos con equipos bastante primitivos. A medida que crecen las propiedades de los objetos, se vuelve más difícil obtener empíricamente las firmas de superposición.
En este último experimento, el resonador de ondas sonoras agudas, o Habar, como gato 16,2 µg. Lo que le falta en bigotes y bocanadas de pescado, lo compensa con el hecho de que puede tararear en un rango corto de frecuencias cuando lo alimenta una corriente.
«Al superponer los dos estados de oscilación en el cristal, hemos creado efectivamente un gato de Schrödinger que pesa 16 microgramos». Él dice El autor principal y físico de ETH Zurich, Yiwen Chu.
Para los roles del átomo radiactivo, el contador Geiger y el veneno, el Equipo A enviarun circuito superconductor que sirvió como fuente de energía para el experimento, el sensor y la superposición.
Conectar los dos juntos permitió a los investigadores poner el HBAR en movimiento para que sus vibraciones temblaran en dos fases simultáneamente, un fenómeno que estaba nuevamente en transmisión.
Qué tan grandes podrían ser los experimentos futuros es una pregunta abierta. En la práctica, empujar los límites de tamaño en la superposición puede conducir a nuevas formas de hacer que la tecnología cuántica sea más poderosa o formar la base de herramientas más sensibles para estudiar la materia y el universo.
Básicamente, todavía hay preguntas sobre qué significa que la materia esté en superposición. A pesar de décadas de progreso en hacer que la mecánica cuántica sea más precisa, hay todavía no está claro Por qué abrir la caja debería marcar alguna diferencia en el destino del gato de Schrödinger.
Lo que significa convertir tal vez en realidad sigue siendo un misterio de física de partículas tanto como cuando Schrödinger soñó con su absurda idea de un gato que no debería ser.
Esta investigación ha sido publicada en Ciencias.
«Zombieaholic. Nerd general de Twitter. Analista. Gurú aficionado de la cultura pop. Fanático de la música».
