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Vivo o muerto, el gato de Schrödinger puede estar en dos cajas a la vez

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Las partículas de luz que se comportan extrañamente muestran que el experimento polémico del gato famoso de Schrödinger, creado para revelar la extraña naturaleza de las partículas subatómicas, puede ser incluso más raro de lo que la física creyó.

No solo el gato cuántico puede estar vivo y muerto a la misma vez, sino que también puede estar en dos lugares a la vez, tal y como lo muestra una nueva investigación.

“Estamos mostrando una analogía del gato de Schrödinger que está basada en un campo electromagnético que se encuentra confinado en dos cavidades”, dijo el autor principal del estudio, Chen Wang, un físico de la universidad de Yale. “La cosa interesante aquí es que el gato está en dos cajas a la vez”.

Los descubrimientos podrían tener implicaciones para resolver los problemas matemáticos más difíciles usando la computación cuántica, que se basa en la habilidad de las partículas subatómicas de estar en múltiples estados a la vez, dijo Wang.

El experimento del gato

La famosa paradoja fue puesta en la mesa por el físico Erwin en 1935 para ilustrar la noción de una superposición cuántica, el fenómeno en el que dos partículas subatómicas pueden estar en múltiples estados a la vez.

En la paradoja, un gato está atrapado en una casa con un átomo radiactivo letal. Si el átomo radiactivo decae, el gato estira la pata, pero si no decae, el gato está vivito y coleando en su caja. Por que, de acuerdo a la interpretación dominante de la mecánica cuántica, las partículas pueden existir en diferentes estados hasta que son medidas, la lógica dicta que el gato puede estar tanto vivo como muerto al mismo tiempo hasta que el átomo radiactivo es medido.

El gato en dos cajas

El ambiente para este nuevo estudio es engañosamente simple: el equipo creó dos cavidades de aluminio de cerca de dos centímetros y medio de ancho, y después usó un chip de zafiro para producir una onda de luz en ambas cavidades. Después usaron un elemento electrónico, conocido como Josephson Junction, para superimponer una onda estacionaria de dos longitudes de onda de luz separadas en cada cautividad. El resultado final fue que el gato, o el grupo de cerca de 80 fotones en las cavidades, estaba oscilando en dos diferentes longitudes de onda a la vez y en dos diferentes lugares. Saber si el gato está vivo o muerto, por así decirlo, requiere que sean abiertas las dos cajas.

A pesar de que el concepto es simple, el ambiente físico requirió aluminio ultrapuro y chips altamente precisos y dispositivos electromagnéticos que aseguraban que los fotones estaban aislados del ambiente tanto como fuera posible, dijo Wang.

Eso es porque a grandes escalas, la superposición cuántica tiende a desaparecer casi instantáneamente tan rápido como esas partículas subatómicas superimpuestas, cuyos destinos están ligados, interactúan con el ambiente. La mayoría del tiempo está llamada decoherencia podría suceder tan rápido que los investigadores no tendrían tiempo para observar la superimposición, dijo Wang. Asi que son extremadamente importantes los dispositivos que están para mantener las coherencia (o mantener las partículas en superposición) por largos períodos de tiempo, conocido como el factor de calidad.

“La calidad de esas cosas determina que una vez que poner una simple excitación en el sistema, cuanto tiempo vive, o cuanto muere”, dijo Wang.
 

Si la excitación del sistema la producción de la onda electromagnética es similar al movimiento de un péndulo; entonces “nuestro péndulo se balancea esencialmente miles de millones de veces antes de que pare”.

Los nuevos descubrimiento podrían facilitar la corrección de errores en la computación cuántica. En la computación cuántica, pedazos de información son codificados en los estados frágiles de superposición de las partículas, y una vez que esa superposición es perdida o corrompida, la información también es corrompida. Asi que la mayoría de los conceptos de computación cuántica tienen mucha redundancia.

“Es bien comprendido que el 99 por ciento de la computación o más será hecha para corregir errores, en vez de la computación por sí misma”, dijo Wang.

Su sistema podría resolver este problema al codificar la redundancia en el tamaño de la misma cavidad en vez de hacerlo por pedazos separados y calculados, dijo Wang.

“Demostrar que este gato está en ‘estado de estár en dos cajas a la vez’ es básicamente el primer paso hacia nuestra arquitectura”, dijo Wang.


Taciana Bañuelos Sauceda

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