Descubren el secreto científico de la
misteriosa sonrisa del gato de Alicia
Es
la primera vez que lo consiguen: los científicos separaron una partícula de una
de sus propiedades físicas, creando así un “Gato de Cheshire cuántico”.
El
fenómeno recibe el nombre del enigmático felino del cuento de “Alicia en el
país de las maravillas”, que se desvanece dejando su sonrisa flotando en el
aire.
Para
su hazaña, que describen en la revista especializada Nature Communications, los
investigadores tomaron un haz de neutrones y los separaron de sus momentos
magnéticos, como cuando los pasajeros se separan brevemente de su equipaje en
el control de seguridad de los aeropuertos.
Y
el mismo truco de separación podría en principio realizarse con cualquier
propiedad de cualquier objeto cuántico, aseguran sus creadores, científicos de
la Universidad de Tecnología de Viena, Austria.
¿Y
para qué puede servir la sonrisa cuántica de un gato imaginario? Según los
expertos, esta técnica podría ser muy útil para la metrología, la ciencia que
estudia las mediciones, al permitir filtrar las perturbaciones durante las
mediciones de alta precisión de sistemas cuánticos.
La paradoja de Schrodinger
En
la clásica historia para niños de Lewis Carroll, el Gato de Cheshire desaparece
lentamente del cielo y deja solamente su sonrisa pícara.
Ante
esto, Alicia exclama: “He visto a menudo un gato sin sonrisa, pero no una
sonrisa sin gato. ¡Es la cosa más curiosa que he visto en mi vida!”
La
idea de un “Gato de Cheshire cuántico” fue propuesta por primera vez en 2010
por Jeff Tollasksen, de la Universidad de Chapman, en Estados Unidos, uno de
los autores de este nuevo trabajo.
En
el mundo que conocemos, un objeto y sus propiedades siempre van juntos.
Una
pelota que gira, por ejemplo, no puede separarse de su rotación.
La
teoría cuántica predice que una partícula (como un fotón o un neutrón) puede
separarse físicamente de una de sus propiedades, como su polarización o su
momento magnético (la fuerza con la que se acopla a un campo magnético
externo).
“Encontramos
el gato en un lugar, y su sonrisa en otro”, explican los investigadores.
La
analogía felina es un guiño al gato de Schrodinger – el experimento imaginario
en el que, dentro de una caja, un gato está muerto y vivo al mismo tiempo,
ilustrando un fenómeno cuántico conocido como superposición.
La precisión del gato
cuántico
Para
probar que el Gato de Cheshire no es sólo una teoría simpática, los científicos
usaron una máquina llamada interferómetro en el Instituto Laue-Langevin (ILL)
en Grenoble, Francia.
Allí
hicieron pasar un haz de neutrones por un cristal de silicona dirigiéndolo en
dos caminos diferentes, como los pasajeros y sus maletas en el control de los
aeropuertos.
Al
aplicar filtros y una técnica conocida como “post selección” pudieron detectar
la separación física de los neutrones de sus momentos magnéticos.
“El
sistema se comporta como si los neutrones fueran por un camino, mientras sus
momentos magnéticos viajan por el otro”, detallaron los expertos.
Pero
para poder ver este Gato de Cheshire se requiere lo que los físicos cuánticos
llaman una “medición débil”, en la que interactúan con un sistema muy
suavemente para evitar que colapse de su estado cuántico a uno clásico.
Sus
delicados aparatos pueden tener aplicaciones útiles para la metrología de alta
precisión, dicen los autores.
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| Lewis Carrol |
“Por
ejemplo, uno podría imaginar una situación en la que el momento magnético de
una partícula eclipsa a otra de las propiedades de la partícula que uno quiere
medir con mucha precisión”.
“El
efecto del Gato de Cheshire puede dar lugar a una tecnología que permita
separar el momento magnético no deseado a una región donde no cause
perturbación a la medición de alta precisión de la otra propiedad”, dicen los
creadores del enigmático gato cuántico.
Extraído
de: http://www.cubadebate.cu/
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