Logran saber qué hacen las partículas cuánticas cuando no se las mira

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Partículas cuánticas
UNIVERSIDAD DE CAMBRIDGE
Actualizado 22/12/2017 15:00:16 CET

   MADRID, 22 Dic. (EUROPA PRESS) -

   Físicos han demostrado que la forma en que las partículas interactúan con su entorno se puede usar para rastrear las partículas cuánticas cuando no se observan, lo que se pensaba que era imposible.

   Es el resultado de una investigación realizada en la Universidad de Cambridge que ha echado un vistazo al dominio secreto de la mecánica cuántica. El resultado se publica en Physical Review A,

   Una de las ideas fundamentales de la teoría cuántica es que los objetos cuánticos pueden existir como una onda y como una partícula, y que no existen como uno o el otro hasta que se midan. Esta es la premisa que Erwin Schrödinger estaba ilustrando con su famoso experimento mental que involucraba a un gato muerto o tal vez no muerto en una caja.

   "Esta premisa, comúnmente conocida como función de onda, se ha utilizado más como una herramienta matemática que como una representación de partículas cuánticas reales", dijo en un comunicado David Arvidsson-Shukur, estudiante en el Cambridge's Cavendish Laboratory, y el primer autor del artículo. "Es por eso que asumimos el desafío de crear una forma de rastrear los movimientos secretos de partículas cuánticas".

   Cualquier partícula siempre interactuará con su entorno y lo "etiquetará" en el camino. Con su equipo, Arvidsson-Shukur, describió una forma en que los científicos pueden mapear estas interacciones de "etiquetado" sin mirarlas. La técnica sería útil para los científicos que realizan mediciones al final de un experimento pero desean seguir los movimientos de las partículas durante todo el experimento.

   Algunos científicos cuánticos han sugerido que la información se puede transmitir entre dos personas, generalmente llamadas Alice y Bob, sin partículas que viajen entre ellas. En cierto sentido, Alice recibe el mensaje telepáticamente. Esto se ha denominado comunicación contrafactual porque va en contra del "hecho" aceptado de que para que la información se transmita entre las fuentes, las partículas deben moverse entre ellas.

   "Para medir este fenómeno de comunicación contrafactual, necesitamos una forma de precisar dónde están las partículas entre Alice y Bob cuando no estamos mirando", dijo Arvidsson-Shukur. "Nuestro método de 'etiquetado' puede hacer eso. Además, podemos verificar viejas predicciones de la mecánica cuántica, por ejemplo, que las partículas pueden existir en diferentes lugares al mismo tiempo".

   Los fundadores de la física moderna idearon fórmulas para calcular las probabilidades de diferentes resultados de experimentos cuánticos. Sin embargo, no proporcionaron ninguna explicación de lo que está haciendo una partícula cuántica cuando no se está observando.

   Experimentos anteriores han sugerido que las partículas podrían hacer cosas no clásicas cuando no se observan, como si existieran en dos lugares al mismo tiempo. En su artículo, los investigadores de Cambridge consideraron el hecho de que cualquier partícula que viaje a través del espacio interactuará con su entorno. Estas interacciones son lo que ellos llaman el 'etiquetado' de la partícula. Las interacciones codifican información en las partículas que luego pueden decodificarse al final de un experimento, cuando se miden las partículas.

   Los investigadores encontraron que esta información codificada en las partículas está directamente relacionada con la función de onda que Schrödinger postuló hace un siglo. Anteriormente, se pensó que la función de onda era una herramienta computacional abstracta para predecir los resultados de los experimentos cuánticos.

   "Nuestro resultado sugiere que la función de onda está estrechamente relacionada con el estado real de las partículas", dijo Arvidsson-Shukur. "Entonces, hemos podido explorar el 'dominio prohibido' de la mecánica cuántica: delimitar el camino de las partículas cuánticas cuando nadie las está observando".

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