Crean un ‘gato de Schrödinger’ óptico de tamaño récord
Un equipo de físicos en Alemania logró ampliar un estado cuántico de luz hasta un nivel récord, acercando la investigación a la frontera entre el mundo cuántico y la física clásica
La imagen del famoso “gato de Schrödinger”, concebida para explicar algunos de los comportamientos más extraños de la mecánica cuántica, volvió a ser llevada al laboratorio. Investigadores del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, en Alemania, desarrollaron un estado óptico que alcanza un tamaño récord para este tipo específico de experimento.
El trabajo, publicado como preprint el pasado 23 de septiembre, utiliza átomos de Rydberg —átomos cuyos electrones se encuentran en estados de muy alta excitación— para generar un estado híbrido en el que la luz queda entrelazada con la polarización de otro fotón. Los investigadores lograron alcanzar un parámetro de tamaño de α² = 2.4, superando el valor anterior de 1.4 registrado para estados híbridos ópticos comparables.
El término “gato de Schrödinger” no significa que los científicos hayan colocado un animal en una situación de superposición. Se trata de una referencia al experimento mental planteado por el físico Erwin Schrödinger en 1935 para ilustrar la dificultad de trasladar las reglas de la mecánica cuántica al mundo cotidiano.
En estos experimentos, una “gato” óptico representa una superposición de dos estados diferentes de luz que mantienen una relación cuántica. A medida que esos estados se separan, aumenta el tamaño de la superposición, pero también se vuelve más vulnerable a las perturbaciones del entorno y a la pérdida de coherencia cuántica.
Precisamente por ello, uno de los retos del experimento fue demostrar que los estados de luz no solamente eran diferentes entre sí, sino que continuaban conservando las propiedades cuánticas que caracterizan a una superposición. El equipo realizó una tomografía del estado cuántico y encontró las señales necesarias para confirmar esa coherencia.
El resultado resulta relevante porque los investigadores buscan comprender hasta dónde pueden extenderse los efectos cuánticos antes de que el comportamiento de un sistema se aproxime al descrito por la física clásica. Esta frontera continúa siendo una de las cuestiones fundamentales de la física moderna.
Además de su interés para estudiar los límites de la mecánica cuántica, los estados de este tipo podrían tener aplicaciones en tecnologías cuánticas, particularmente en sistemas destinados al almacenamiento y procesamiento de información. La generación de superposiciones más grandes y controlables podría contribuir al desarrollo de nuevas arquitecturas de información cuántica.
Los propios investigadores señalan que todavía existen aspectos del experimento que pueden mejorarse y que podrían permitir generar estados de mayor tamaño. Por ahora, el resultado debe considerarse dentro del ámbito de la investigación fundamental: el estudio aún está disponible como preprint y no ha sido sometido a revisión por pares.
Así, el nuevo experimento no acerca literalmente a los científicos a crear un gato que esté vivo y muerto al mismo tiempo, pero sí permite ampliar, en condiciones controladas, uno de los conceptos que durante décadas ha servido para explorar dónde termina el comportamiento cuántico y comienza el mundo clásico.
Fuente: cultivarte.mx
