Científicos confirman la superposición y el entrelazamiento con átomos de helio
Físicos logran observar átomos en dos lugares a la vez, confirmando un fenómeno clave de la mecánica cuántica que durante décadas fue considerado casi imposible de demostrar experimentalmente.
Lo que Albert Einstein describió como “acción fantasmal a distancia” ha sido comprobado con átomos de helio en Australia, abriendo nuevas posibilidades hacia una teoría unificada.
La idea de que una partícula pueda existir simultáneamente en dos lugares, conocida como superposición cuántica, y que otras puedan influirse instantáneamente, redefine los límites de la física.
Entrelazamiento cuántico con masa
Investigadores de la Universidad Nacional de Australia demostraron por primera vez el entrelazamiento cuántico utilizando el momento de átomos con masa, una propiedad clave del movimiento físico.
El resultado, publicado en Nature Communications, no solo representa un avance técnico, sino que abre nuevas rutas para comprender la relación entre gravedad y mecánica cuántica.
El entrelazamiento ocurre cuando dos partículas están tan correlacionadas que el estado de una depende directamente de la otra, incluso separadas por grandes distancias.
Este fenómeno no implica transmisión de señales, sino correlaciones inmediatas al medirlas, lo que desafía la noción clásica de que nada puede superar la velocidad de la luz.
Además, está vinculado a la superposición cuántica, que permite que una partícula exista en múltiples estados simultáneamente dentro de un mismo sistema físico.
Más allá de los fotones
El físico Sean Hodgman explicó que el experimento confirma predicciones centenarias sobre la materia, demostrando que puede interferir consigo misma en diferentes ubicaciones al mismo tiempo.
A diferencia de experimentos previos con partículas sin masa como fotones, este trabajo utilizó átomos, lo que introduce la influencia directa de la gravedad en el sistema.
El investigador Yogesh Sridhar destacó que demostrar este fenómeno con masa es extremadamente complejo, tras múltiples intentos fallidos en investigaciones anteriores.
Video: Colisión de átomos y medición cuántica
Para el experimento, los científicos enfriaron átomos de helio a temperaturas cercanas al cero absoluto, creando un condensado de Bose-Einstein donde se comportan como una sola onda cuántica.
Posteriormente, hicieron colisionar dos nubes ultrafrías mediante pulsos láser controlados, generando trayectorias múltiples simultáneas en lugar de un movimiento clásico predecible.
Mientras caían bajo la gravedad, los átomos atravesaron un interferómetro que permitió medir su momento antes de impactar en un detector especializado.
Los resultados confirmaron el entrelazamiento, ya que las mediciones violaron la desigualdad de Bell, evidenciando la llamada no localidad cuántica en condiciones reales.
Implicaciones para la teoría del todo
La física moderna enfrenta el desafío de reconciliar la relatividad general con la mecánica cuántica, dos teorías exitosas pero incompatibles en ciertos escenarios complejos.
Este experimento representa un paso importante, ya que utiliza partículas con masa que experimentan gravedad, permitiendo explorar preguntas antes inaccesibles para la ciencia.
Según Hodgman, entender cómo sistemas cuánticos interactúan con efectos gravitacionales podría acercar a los científicos a una teoría del todo, objetivo histórico de Einstein.
Próximos desafíos científicos
El experimento aún enfrenta limitaciones técnicas, como la distancia necesaria entre partículas para cerrar completamente la llamada laguna de la localidad en futuras pruebas.
Los investigadores planean avanzar utilizando distintos isótopos de helio, lo que permitiría evaluar principios fundamentales como el de equivalencia en contextos cuánticos experimentales.
Por ahora, el hallazgo confirma que la materia puede comportarse de formas profundamente contraintuitivas, revelando un universo mucho más complejo de lo que se pensaba.
FUENTE: DW
