Con átomos de helio confirmaron en Australia lo que Einstein llamó “acción fantasmal a distancia”
Investigadores de la Universidad Nacional de Australia (ANU) demostraron por primera vez el “entrelazamiento cuántico”, es decir, que dos partículas separadas por cualquier distancia puedan influirse mutuamente de forma instantánea. Se trata de un fenómeno que Albert Einstein llamó “acción fantasmal a distancia”.
El resultado del estudio de Australia fue publicado en Nature Communications y, según los especialistas, abre una nueva puerta para abordar uno de los grandes enigmas de la física moderna, la posible reconciliación entre la mecánica cuántica y la gravedad.
Según pudo saber la Agencia Noticias Argentinas, lo verdaderamente novedoso del experimento no es la confirmación del entrelazamiento cuántico en sí, ya que eso ya se había logrado antes con fotones (partículas de luz sin masa). Este experimento es crucial porque los átomos tienen masa.
En ese sentido, el físico Sean Hodgman, investigador principal del experimento, explicó que el resultado «confirma las predicciones hechas hace más de un siglo de que la materia puede estar en dos lugares a la vez y puede interferir consigo misma incluso en esos lugares«.
Qué es la mecánica cuántica
Se trata de la forma en la que funciona el mundo cuando miramos cosas muy pequeñas, como los átomos. En ese nivel, las cosas no se comportan como esperamos. Por ejemplo, una partícula puede estar en varios estados a la vez hasta que la observamos.
Aunque parezca algo lejano, la cuántica ya forma parte de nuestra vida. Tecnologías como los celulares, los láseres o resonancias magnéticas existen gracias a estos principios.
Qué es el entrelazamiento cuántico con masa
El entrelazamiento cuántico se produce cuando dos partículas quedan tan estrechamente correlacionadas que el estado físico de una está ligado al de la otra, incluso si ambas se encuentran separadas por grandes distancias. Y las correlaciones aparecen de forma inmediata cuando se realiza la medición.
Este fenómeno está además relacionado con otro rasgo fundamental de la mecánica cuántica: la superposición, que permite que una partícula exista simultáneamente en varios estados o trayectorias posibles.
El experimento
Los investigadores enfriaron varias nubes de átomos de helio hasta temperaturas extremadamente bajas, apenas por encima del cero absoluto. En esas condiciones aparece un estado cuántico especial de la materia conocido como condensado de Bose-Einstein, en el que los átomos dejan de comportarse como partículas independientes y pasan a comportarse colectivamente como una única onda cuántica. A partir de ahí, el equipo hizo que dos de esas nubes ultrafrías chocaran entre sí mediante pulsos de luz láser cuidadosamente controlados.
Cuando los átomos colisionaron, no se comportaron como objetos clásicos que simplemente rebotan tras un choque. En lugar de salir despedidos en una única dirección, los átomos siguieron varias trayectorias posibles al mismo tiempo, cada una asociada a un momento distinto. Mientras caían bajo el efecto de la gravedad, atravesaban un dispositivo llamado interferómetro Rarity-Tapster, que permitía medir su momento antes de que finalmente impactaran en un detector.
Los patrones de aterrizaje demostraron que los átomos estaban entrelazados. Las mediciones violaron la desigualdad de Bell, el criterio matemático que permite confirmar que la llamada no localidad cuántica es real y no simplemente un artefacto estadístico.
«En el caso de dos átomos separados que están entrelazados, si se cambia uno de ellos, eso afectará instantáneamente al otro», explicó Hodgman. «Es un poco descabellado pensar que así es como funciona el mundo, ¡pero hemos demostrado que esa es la naturaleza de la realidad!», celebró el científico.
Día Mundial de la Cuántica
El Día Mundial de la Cuántica es una iniciativa que nació en 2021 impulsada por científicos y divulgadores para acercar esta rama de la física al público general.
La fecha no es casualidad: en formato anglosajón, 4/14 recuerda a 4,14, las primeras cifras de la constante de Planck, un número clave que introdujo el físico alemán Max Planck, fundador de la teoría cuántica.