Físicos crean el gato más gordo de Schrödinger

Imagina un gato. Supongo que te apetece uno vivo. No importa. Estás equivocado de cualquier manera, pero también tienes razón.

Este es el precursor del experimento mental de Erwin Schrödinger para describir los estados cuánticos de 1935. Ahora, los investigadores han logrado crear el gato gordo (es decir, enorme) de Schrödinger, probando los límites del reino cuántico y dónde da paso a lo clásico. Física.

Así, el experimento de Schrödinger es el siguiente: un gato está en una caja con un veneno que se libera de su envoltorio si se desintegra un átomo de una sustancia radiactiva, también presente en la caja. Dado que es imposible saber si una sustancia se descompondrá o no en un período de tiempo determinado, el gato permanece vivo y muerto hasta que se abre la caja y se determina alguna verdad objetiva. (Puedes leer más sobre el experimento mental aquí.)

De la misma manera, las partículas en estados cuánticos (qubits, si se usan como bits en una computadora cuántica) están en un estado de superposición cuántica (es decir, «vivas» y «muertas») hasta que se miden, momento en el cual la superposición colapsa. A diferencia de los bits de computadora ordinarios que tienen un valor de 0 o 1, los qubits pueden ser 0 y 1 al mismo tiempo.

Ahora, los investigadores han hecho que el gato de Schrödinger sea mucho más pesado que los creados anteriormente, y están probando las aguas turbias a medida que el mundo de la mecánica cuántica da paso a la física clásica al familiar mundo microscópico. su investigación publicado Esta semana en Ciencias.

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En lugar del gato virtual había un pequeño cristal, colocado en una superposición de dos estados de oscilación. Los estados de oscilación (hacia arriba o hacia abajo) son equivalentes a la situación de vida o muerte en el experimento mental de Schrödinger. Se utilizó un círculo superconductor, que es un qubit, para representar el átomo. El equipo adjuntó un campo eléctrico creando un material al circuito, lo que permitió que su superposición viajara al cristal. ¿Capish?

Un gráfico que muestra el cristal (izquierda) y cómo se acopla a un circuito superconductor (abajo a la derecha).

«Al poner los dos estados de oscilación en el cristal en superposición, hemos creado efectivamente un gato de Schrödinger que pesa 16 microgramos», dijo Yuen Zhu, físico de ETH Zurich y autor principal del estudio, una de las universidades. lanzamiento.

16 microgramos equivalen aproximadamente a la masa de un grano de arena, y eso es un gato bastante gordo a nivel cuántico. Según la versión, es «miles de millones de veces más pesado que un átomo o una molécula, lo que lo convierte en el gato cuántico más gordo hasta la fecha».

Esta no es la primera vez que los físicos prueban si se pueden observar comportamientos cuánticos en objetos clásicos. El año pasado, un equipo diferente. Declararon que habían enredado tardígradosaunque varios físicos le dijeron a Gizmodo que la afirmación era amapola.

Esto es un poco diferente, ya que el último equipo solo estaba probando la masa de un objeto en un estado cuántico, no el potencial de entrelazamiento de un organismo vivo. Si bien esto no está en los planes del equipo, trabajar con grupos más grandes «nos permitirá comprender mejor por qué los efectos cuánticos desaparecen en el mundo macroscópico de los gatos reales», dijo Zhu.

¿En cuanto a la frontera real entre los dos mundos? «Nadie lo sabe», escribió Matteo Fadel, físico de ETH Zurich y coautor del artículo de investigación, en un correo electrónico a Gizmodo. «Eso es lo interesante, y la razón por la que mostrar los efectos cuánticos en los sistemas de ganancia de masa no tiene precedentes».

La nueva investigación toma el famoso experimento mental de Schrödinger y le da algunas aplicaciones prácticas. El control de materiales cuánticos en un estado de superposición puede ser útil en varias áreas donde se requieren mediciones muy precisas; Por ejemplo, ayuda Reducción de ruido en interferómetros que miden ondas gravitacionales.

Fadell actualmente está estudiando «si la gravedad juega un papel en la decoherencia de los estados cuánticos, específicamente si es responsable de la transición de cuántico a clásico como lo sugirió Penrose hace dos décadas». La gravedad no parece existir a nivel subatómico y no se tiene en cuenta en el modelo estándar de física de partículas.

El mundo cuántico está maduro Nuevos descubrimientosDesafortunadamente, está lleno. DesconocidoY Punto muertoY Nuevos problemas molestos.

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