Ads-728

Ads-728

Psicología

Astrofísica

Genética

Neurociencia

» » Una medición casi perfecta de las partículas

Las increíbles leyes de la mecánica cuántica señalan que no podemos observar las partículas más pequeñas sin influir en ellas. Los físicos procuran causar la mínima perturbación mientras hacen sus mediciones cuánticas, de hecho, a ser posible ni siquiera el mínimo pensamiento.

A esta perturbación se la llama retroacción, y es una de las características distintivas de la mecánica cuántica, que es la que gobierna las acciones de lo muy pequeño. Sale a colación el supuesto de si antes de que se efectúe la medición, las partículas existen en una especie de limbo, que no se concreta ni aquí ni allí, manteniendo cualquiera de estas posibilidades.

Ahora, una vez que interviene un observador, ¿se ve forzada la partícula a "elegir" un estado determinado? Al establecerse en una de estas posibilidades, se eliminan las demás opciones. Por lo tanto, el estado de la partícula se ve alterado por el hecho de medirlo.

"El átomo cambia porque lo estamos observando", explicaba el físico Peter Maunz, de la Universidad de Duke.

Normalmente, las pequeñas diferencias originadas por esta retroacción queda eclipsada por la interferencia de las partículas, debido a propias imperfecciones del laboratorio. Pero, por primera vez, los científicos han logrado una medición cuántica, prácticamente sin alteraciones adicionales, más allá de lo que la mecánica cuántica considera inevitable.

Los investigadores, dirigidos por Jurgen Volz, de la Université Pierre et Marie Curie de París, publicaron sus resultados el 14 de julio en la revista Nature.

"Creo que fue un importante paso adelante", señaló Maunz, que no participó en la nueva investigación, pero escribió el ensayo que acompaña a la misma edición de Nature.

En el nuevo experimento, Volz y sus colegas, atraparon un solo átomo de rubidio en un espacio entre dos espejos. Entonces brilló la luz láser sobre el átomo atrapado. Lo que sucedía después dependía de en cuál de los dos estados de energía se encontrara el átomo. En un estado, el átomo "ignoraba" la luz, la cual iba rebotando entre los espejos hasta que, finalmente, podía escaparse por un detector más allá de los espejos.

En el segundo estado, el átomo podía absorber y re-emitir los fotones de luz, en un proceso de dispersión. La dispersión cambia la energía del átomo, y los investigadores querían evitar ese efecto, la única alteración que deseaban ver era la del efecto de su observación.

Así que se pusieron los espejos a la distancia exacta, donde la presencia de un átomo en el segundo estado evitaría que la luz rebotara entre los espejos. A cambio, toda la luz se reflejaría fuera del primer espejo, dejando la cavidad a oscuras. La luz alcanzó el detector frente al primer espejo. En cualquier caso, el estado del átomo se pudo determinar sin causar el efecto de dispersión.

"Los experimentos realizados antes, usando átomos en un espacio libre y lanzando un rayo láser sobre ellos", explicaba Maunz, "se podía decir en cuál de los dos estados estaban los átomos, pero el problema es que se dispersaban en una enorme cantidad de fotones. Pero en este experimento, ellos consiguieron determinar el estado del átomo sin fotones de dispersión".

Aunque fueron capaces de limitar esta perturbación, siempre habrá una cierta cantidad de retroacción originada por cualquier medida.

En última instancia, dijo Maunz, el experimento apuntaba el camino hacia los ordenadores cuánticos, ya que estos pueden utilizar las partículas como bits, para ejecutar rapidísimos cálculos complejos.

"Al final de la computación, la lectura es saber en qué estado está la partícula", concluyó Maunz. "Si podemos observarlo sin perturbar el sistema, ahí está el avance."

«
Next
Entrada más reciente
»
Previous
Entrada antigua
Editor del blog Pedro Donaire

Filosofía

Educación

Deporte

Tecnología

Materiales