Una radio para escuchar la señal más débil de la mecánica cuántica

Publicado 11/03/2019 10:46:25CET
TU DELFT

   MADRID, 11 Mar. (EUROPA PRESS) -

   Investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft han creado una radio para escuchar la señal de radio más débil permitida por la mecánica cuántica.

   Este nuevo circuito cuántico abre la puerta a posibles aplicaciones futuras en áreas como la radioastronomía y la medicina (MRI). También permite que los experimentos arrojen luz sobre la interacción entre la mecánica cuántica y la gravedad. Los resultados han sido publicados en Science.

   La solución habitual para una señal de radio débil es encontrar una señal más grande, por ejemplo, eligiendo una estación de radio diferente o moviéndose al otro lado de la habitación. Sin embargo, ¿y si pudiéramos escuchar más atentamente?

   Las señales de radio débiles no son solo un desafío para las personas que intentan encontrar su estación de radio favorita, sino también para los escáneres de resonancia magnética (IRM) en los hospitales, así como para los telescopios que usan los científicos para mirar al espacio.

   En un salto cuántico en la detección de radiofrecuencias, los investigadores del grupo del profesor Gary Steele en Delft demostraron la detección de fotones o quanta de energía, las señales más débiles permitidas por la teoría de la mecánica cuántica.

   Una de las extrañas predicciones de la mecánica cuántica es que la energía viene en pequeños trozos llamados quanta. ¿Qué significa esto? "Digamos que estoy empujando a un niño en un columpio", dice en un comunicado el investigador principal Mario Gely. "En la teoría clásica de la física, si quiero que el niño vaya un poco más rápido, puedo darle un pequeño empujón, dándole más velocidad y más energía. La mecánica cuántica dice algo diferente: solo puedo aumentar la energía del niño de 'un paso cuántico' a la vez. No es posible empujar la mitad de esa cantidad ".

   Para un niño en un columpio, estos pasos cuánticos son tan pequeños que son demasiado pequeños para darse cuenta. Hasta hace poco, lo mismo ocurría con las ondas de radio. Sin embargo, el equipo de investigación en Delft desarrolló un circuito que puede detectar estos trozos de energía en las señales de radiofrecuencia, lo que abre el potencial para detectar ondas de radio en el nivel cuántico.

   Más allá de las aplicaciones en la detección cuántica, el grupo en Delft está interesado en llevar la mecánica cuántica al siguiente nivel: la masa. Aunque la teoría del electromagnetismo cuántico se desarrolló hace casi 100 años, los físicos aún hoy están desconcertados sobre cómo encajar la gravedad en la mecánica cuántica.

   "Usando nuestra radio cuántica, queremos tratar de escuchar y controlar las vibraciones cuánticas de objetos pesados, y explorar experimentalmente lo que sucede cuando se mezclan la mecánica cuántica y la gravedad", dijo Gely. "Tales experimentos son difíciles, pero si tuviéramos éxito podríamos probar si podemos hacer una superposición cuántica del espacio-tiempo, un nuevo concepto que probaría nuestra comprensión tanto de la mecánica cuántica como de la relatividad general".