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¿Llega el gato de Schrodinger? La rareza del quantum en carne y hueso

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La absurdidad de la física cuántica que lleva a la noción del gato de Schrodinger, en la que un gato existe en dos estados simultáneamente, por fin pudo ser puesta a prueba en un objeto visible al ojo humano, demostró un nuevo estudio.

Los científicos han creado una membrana parecida a un péndulo que aisla perfectamente la fricción y el calor, “que puede mantenerse en movimiento durante 10 años con un simple empujón” dijo el coautor del estudio Simon Gröblacher, un físico de la Universidad de Tecnología en Holanda. “Si creas un estado quantum en este objeto, no se irá”.

Este pequeño columpio para pulgas podría permitirle a los científicos probar finalmente si los efectos cuánticos detrás del fuerte experimento del gato de Schrodinger realmente existen en mayores escalas.

Un gato en problemas

En 1936 el Físico Erwin Schrödinger propuso el ahora famoso experimento que intentaba demostrar las implicaciones bizarras de la mecánica cuántica. En su formulación, un gato está atrapado en una caja con un átomo radioactivo. Si ese átomo decae, el gato será envenenado y morirá, pero si el átomo no decae, el gato vive.

La llamada interpretación de Copenhagen de la mecánica cuántica implica que el átomo radiactivo está en dos estados al mismo tiempo, simultáneamente decaído y sin decaer, hasta que alguna alma valiente abre la caja y mide o perturba el átomo. Por extensión, el gato puede estar tanto muerto como vivo al mismo tiempo, hasta que la caja sea abierta.

Este extraño fenómeno conocido como superposición ha sido demostrado una y otra vez en pequeñas partículas subatómicas. Pero los científicos nunca han observado a un gato, o a cualquier otro objeto visible, que está simultáneamente en dos estados o lugares a la vez.

A pesar de que no está muy claro, los científicos tienen unas cuantas hipótesis, una de ella es que la ley de la mecánica cuántica simplemente se deriva en largas escalas.

Sin embargo, eso significa que la la teoría cuántica actual está incompleta, dice Gröblacher.

“La teoría cuántica por sí misma no tiene límite de masa o tamaño”, en el cual la ley deja de trabajar.

La mayoría de los científicos a su vez creen que la superposición es efímera, perturba solo un poco y el estado completo colapsa. Al crecer en tamaño los objetos, hay más probabilidades de que intercambien calor con el ambiente, perturbando el delicado estado.

Pero, al menos hipotéticamente, incluso los objetos muy grandes podrían mostrar esos efectos cuánticos, asumiendo que se pudieran aislar esos objetos lo suficiente de sus ambientes.

Ambiente aislado

Para crear un objeto tan aislado cuánticamente hablando, Gröblacher y sus colegas usando un diseño mecánico simple: una pequeña membrana que actúa de manera similar a la de un péndulo, colocada dentro de un vacío para que no pueda haber un intercambio de calor con el ambiente. La membrana se asemeja a un remo atado por los extremos a dos pequeños puntos de contacto. A pesar de medir solo un milímetro de longitud, es también exquisitamente delgado, “apenas ocho veces más grueso que un ADN” dijo Gröblacher.

Los pequeños puntos de fijación son también los únicos lugares con las que esta membrana interactúa con el ambiente. El material en sí mismo, llamado nitrato de silicon, es usado como un recubrimiento dentro de componentes para naves espaciales y puede soportar increíbles niveles de estrés interno. El alto estrés en el péndulo provee la energía interna almacenada necesaria para propulsar el casi eterno movimiento.

El equipo después diseño un patrón en la superficie del pequeño objeto y lo convirtió en un super espejo que refleja casi toda las partículas de luz que llegan. Como resultado, la membrana casi no absorbe calor que podría perturbar los frágiles efectos cuánticos Está increíble reflector le permite a los investigadores correr su sistema a temperatura ambiente mientras que los antiguos sistema se apoyaban en ambiente super frío a tan solo unos cuantos grados del cero absoluto (la más baja temperatura posible).

El equipo después golpeó la membrana con luz láser. Seguro, reflejó casi toda la luz. La membrana estaba tan bien aislada del ambiente que los investigadores creían que podría ilustrar el extraño fenómeno cuántico llamado superposición, con el péndulo esencialmente en dos posiciones oscilantes diferentes al mismo tiempo, los investigadores reportaron el avance el pasado abril en el diario Physical Review Letter.

El nuevo dispositivo es finalmente lo suficientemente bueno para que los investigadores puedan detectar o los efectos cuánticos a larga escala, añadió Gröblacher, añadiendo que los jueces todavía cuestionan porque los efectos no son generalmente observables en mayor tamaño.

“Qué mecanismos destruyen la física cuántica en los grandes objetos; esa es una pregunta abierta”, dijo Gröblacher. “Existen un montón de teorías, solo tratamos de desaprobar y probar esas teorías”.


Ovidio Toro Griego

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Comments

Luis Camacho Rodriguez     25 April 2017

Lo único que vino a mi mente después de leer esto fue:
¿Por qué la esposa de Heisenberg era infeliz?

Siempre que tenía la energía, no tenía tiempo.