MADRID, 22 Abr. (EUROPA PRESS) -
El mundo microscópico se rige por la mecánica cuántica, donde las propiedades de una partícula pueden estar indeterminadas y, sin embargo, fuertemente correlacionadas con las de otras partículas.
Físicos de la Universidad de Basilea, en Suiza, han observado estas llamadas correlaciones de Bell entre cientos de átomos, como revelan en un artículo que se publica en la revista 'Science'.
Los objetos cotidianos poseen propiedades independientemente unos de otros e independientemente de si los observamos o no. A la famosa pregunta de Albert Einstein de si la luna todavía existe si no hay nadie allí para mirarla; se responde con un sí rotundo, pero esta aparente certeza no existe en el ámbito de las pequeñas partículas. La ubicación, la velocidad o el momento magnético de un átomo puede ser enteramente indeterminado y aún así dependerá en gran medida de las mediciones de otros átomos distantes.
Suponiendo (falsamente) que los átomos poseen sus propiedades de forma independiente de las mediciones y de forma independiente uno del otro, se puede derivar una denominada desigualdad de Bell. Si es transgredida por los resultados de un experimento, se deduce que las propiedades de los átomos deben ser interdependientes. Esto se describe como correlaciones de Bell entre átomos, que también implican que cada átomo adquiere sus propiedades sólo en el momento de la medición. Antes de la medición, estas propiedades no son solamente desconocidas, sino que ni siquiera existen.
Un equipo de investigadores dirigido por los profesores Nicolás Sangouard y Philipp Treutlein, de la Universidad de Basilea, junto con colegas de Singapur, han observado estas correlaciones Bell por primera vez en un sistema relativamente grande, específicamente entre 480 átomos en un condensado de Bose-Einstein. Experimentos anteriores mostraron correlaciones de Bell, con un máximo de cuatro partículas de luz o 14 átomos, por lo que estos resultados significan que estos efectos cuánticos peculiares también pueden desempeñar un papel en sistemas más grandes.
Con el fin de observar las correlaciones de Bell en los sistemas que constan de muchas partículas, los científicos primero tuvieron que desarrollar un nuevo método que no requiere la medición de cada partícula individual, lo que requeriría un nivel de control más allá de lo que es posible en la actualidad. El equipo tuvo éxito en esta tarea con la ayuda de una desigualdad de Bell que fue descubierta recientemente.
Los investigadores de Basilea probaron su método en el laboratorio con pequeñas nubes de átomos ultra-fríos enfriados con luz láser a unas pocas millonésimas de grado por encima del cero absoluto. Los átomos en la nube chocaron constantemente, haciendo que sus momentos magnéticos se enredaran lentamente. Cuando este enredo alcanzó cierta magnitud, se pudieron detectar las correlaciones de Bell.
El investigador Roman Schmied explica: "Uno esperaría que las colisiones aleatorias simplemente causen trastorno. En cambio, las propiedades de la mecánica cuántica se enredan con tanta fuerza que violan la estadística clásica".
Más específicamente, cada átomo se pone primero en una superposición cuántica de dos estados. Después de que los átomos se hayan visto involucrados a través de colisiones, los científicos cuentan cuántos de los átomos están en realidad en cada uno de los dos estados. Esta división varía de forma aleatoria entre los ensayos. Si estas variaciones caen por debajo de un cierto umbral, parece como si los átomos han 'acordado' los resultados de la medición. Este acuerdo describe con precisión las correlaciones de Bell.
El trabajo presentado, que fue financiado por el 'National Centre of Competence in Research Quantum Science and Technology' (NCCR QSIT), puede abrir nuevas posibilidades de la tecnología cuántica; por ejemplo, para generar números aleatorios o para la transmisión de datos cuántico-seguros.
