¿Pueden los físicos realmente salvar al gato de Schrödinger?

Puede haber un grano de esperanza para el felino condenado más famoso de la física, el gato de Schrödinger.

En el extraño experimento de pensamiento que simboliza el extraño estado de las partículas subatómicas en la física cuántica, un gato confinado a una caja está vivo y muerto hasta que la caja se abre, en cuyo momento el gato cae muerto o felizmente se aleja.

Una vez se pensó que este momento de la verdad era instantáneo y completamente impredecible. Pero en un estudio publicado el 3 de junio en la revista Nature, los físicos de Yale pudieron observar al gato de Schrödinger en acción, predecir el destino del felino e incluso salvarlo de una muerte prematura.

Con este nuevo hallazgo, los físicos pudieron «detener el proceso y devolver al gato a su estado vivo», dijo a Misterius Michel Devoret, físico de Harvard y uno de los coautores del estudio. 18 Times Quantum Particles Blew Our Minds]

En física, el gato de Schrödinger es un experimento de pensamiento en el que un gato queda atrapado en una caja con una partícula que tiene un 50% de posibilidades de descomponerse. Si la partícula se descompone, el gato muere; de lo contrario, el gato vive. Sin embargo, hasta que se abre la caja, no se tiene ni idea de lo que le sucedió al gato, por lo que existe en una superposición de ambos estados muertos y vivos, de la misma manera que los electrones y otras partículas subatómicas existen simultáneamente en múltiples estados (tales como múltiples niveles de energía) hasta que se observan. Cuando una partícula es observada y elige aleatoriamente ocupar sólo un nivel de energía, se le llama salto cuántico. Los físicos originalmente pensaron que los saltos cuánticos eran instantáneos y discretos: Poof! Y de repente, la partícula está en un estado u otro.

Pero en la década de 1990, más físicos comenzaron a sospechar que las partículas siguen un camino lineal al saltar, antes de entrar en su estado final. En ese momento, los físicos no tenían la tecnología para observar esas trayectorias, dijo Todd Brun, un físico de la Universidad del Sur de California, que no participó en la investigación. Ahí es donde Devoret y sus coautores entran en escena.

Los físicos de Yale brillaron con una luz brillante en un átomo y observaron cómo la luz se dispersó cuando ocurrió el salto cuántico. Encontraron que los saltos cuánticos eran continuos en lugar de discretos, y que saltaban a diferentes niveles de energía discreta sostenidos por rutas de «vuelo» específicas.

Una vez que los físicos supieron el estado específico en que se encontraba el átomo, pudieron revertir ese vuelo, aplicando una fuerza en la dirección correcta con la fuerza correcta, dijo el autor principal y físico de la Universidad de Yale, Zlatko Minev. Identificar correctamente el tipo de salto fue crucial para revertir con éxito el vuelo, agregó. «Es muy precario», dijo Minev a Misterius.

Algunos físicos, como Brun, no se sorprenden por el hallazgo: «Esto no es diferente de lo que nadie había previsto», dijo Brun a Misterius. «Lo interesante es que lo llevaron a cabo experimentalmente.»

El nuevo hallazgo es particularmente significativo para instalaciones de investigación como el Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser (LIGO), donde los físicos observan las ondas gravitacionales, dijo Devoret. En estas instalaciones de investigación, la imprevisibilidad de las partículas, también llamada ruido cuántico, es la perdición de los esfuerzos de los científicos por realizar mediciones precisas.

«Como les gusta decir a los físicos, con el ruido cuántico, ni siquiera Dios puede saber lo que se va a medir», dijo Devoret. Utilizando la investigación, los físicos pueden «silenciar» el ruido cuántico y realizar mediciones más precisas.

Las partículas y el destino del gato de Schrödinger siempre serán algo impredecibles a largo plazo, dijo Devoret. El principal hallazgo de él y sus coautores es que sus destinos pueden ser observados y predichos a medida que suceden.

«Es un poco como las erupciones volcánicas», explicó Devoret, «son impredecibles a largo plazo. Pero a corto plazo, se puede ver cuando uno está a punto de estallar.»

Publicado originalmente en Misterius .

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