Día Mundial de la Cuántica: un hito científico con sello australiano
NewsITe
En coincidencia con el Día Mundial de la Cuántica, un equipo de la Universidad Nacional de Australia (ANU) logró un avance histórico: por primera vez se observaron átomos con masa comportándose como si estuvieran en dos lugares a la vez y entrelazados entre sí. El trabajo, publicado en la revista científica Nature Communications, aporta evidencia directa de un fenómeno que Albert Einstein calificó como “acción fantasmal a distancia”.
El resultado no solo confirma las predicciones formuladas hace más de un siglo por la mecánica cuántica, sino que abre una puerta para avanzar en uno de los grandes desafíos de la física moderna: reconciliar el mundo de lo muy pequeño, regido por las leyes cuánticas, con la gravedad que describe la relatividad general.
Hasta ahora, la mayoría de las demostraciones experimentales de entrelazamiento se habían realizado con fotones, es decir, partículas de luz sin masa. La novedad del trabajo australiano radica en que se consigue el mismo efecto con átomos, objetos que sí poseen masa. Eso vuelve al experimento especialmente relevante para las teorías que intentan vincular la gravedad con los fenómenos cuánticos.
Qué es la mecánica cuántica y por qué nos afecta
La mecánica cuántica describe el comportamiento de la materia y la energía a escalas muy pequeñas, como átomos y partículas subatómicas. En ese reino, las reglas se apartan de la intuición cotidiana: una partícula puede estar en varios estados al mismo tiempo y solo “elige” uno cuando es observada o medida.
Aunque parezca un concepto abstracto, la cuántica atraviesa la vida diaria. Tecnologías como los teléfonos celulares, los láseres, las resonancias magnéticas o los chips de las computadoras se basan en principios cuánticos desarrollados a lo largo del siglo XX. La investigación actual apunta a consolidar una nueva revolución tecnológica con computadoras cuánticas, sensores ultraprécisos y comunicaciones prácticamente inviolables.
Entrela-zamiento cuántico: cuando dos átomos se influyen al instante
El entrelazamiento cuántico ocurre cuando dos partículas quedan tan correlacionadas que el estado de una está ligado íntimamente al de la otra, más allá de la distancia que las separe. Al medir una de ellas, la otra responde de manera inmediata, algo que desafía la noción clásica de que nada puede influir más rápido que la luz.
En el caso estudiado por la ANU, los átomos no solo estaban entrelazados: también presentaban superposición, es decir, podían existir simultáneamente en trayectorias o estados distintos. Este doble carácter hace del experimento una prueba especialmente fuerte de la llamada no localidad cuántica.
Cómo fue el experimento que desafía la intuición
El equipo de investigación enfrió nubes de átomos de helio hasta temperaturas cercanas al cero absoluto. En esas condiciones extremas se forma un estado peculiar de la materia, conocido como condensado de Bose-Einstein, en el que los átomos dejan de comportarse como individuos y se mueven como una única onda cuántica coherente.
A partir de ese estado, los científicos hicieron chocar dos de esas nubes ultrafrías utilizando pulsos de láser controlados con precisión. A diferencia de lo que se esperaría en el mundo clásico, los átomos no rebotaron en una sola dirección, sino que siguieron simultáneamente varias trayectorias posibles, cada una asociada a un momento diferente.
Mientras caían bajo la acción de la gravedad, las nubes atravesaron un interferómetro del tipo Rarity-Tapster, un dispositivo diseñado para medir las propiedades de las partículas y detectar los patrones de interferencia característicos del comportamiento cuántico. Los átomos finalmente impactaron sobre un detector, dejando un “mapa” de aterrizajes.
El análisis de esos patrones mostró correlaciones tan fuertes que violan la llamada desigualdad de Bell, el criterio matemático que permite descartar explicaciones clásicas basadas solo en estadísticas. Esa violación es considerada una firma inequívoca del entrelazamiento y de la no localidad cuántica.
“En el caso de dos átomos separados que están entrelazados, si se cambia uno de ellos, eso afectará instantáneamente al otro. Es un poco descabellado pensar que así es como funciona el mundo, ¡pero hemos demostrado que esa es la naturaleza de la realidad!”, destacó Sean Hodgman, físico e investigador principal del experimento.
Un hallazgo que coincide con el Día Mundial de la Cuántica
El avance se dio a conocer en el marco del Día Mundial de la Cuántica, una iniciativa lanzada en 2021 por científicos y divulgadores para acercar esta rama de la física al público general. La fecha, 14 de abril, no es al azar: en el formato de calendario anglosajón (4/14) recuerda a 4,14, las primeras cifras de la constante de Planck, el número introducido por el físico alemán Max Planck que dio origen a la teoría cuántica.
Con experimentos como el de la ANU, la física cuántica deja de ser solo un tema de laboratorio o de ciencia ficción y se consolida como una herramienta clave para comprender la realidad y diseñar las tecnologías que marcarán las próximas décadas.
