Puede haber una pizca 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 se abre la caja, momento en el que el gato cae muerto o se aleja felizmente.
Alguna 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 ver 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 Live Science Michel Devoret, físico de Harvard y uno de los coautores del estudio.
En física, el gato de Schrödinger es un experimento mental en el que un gato queda atrapado en una caja con una partícula que tiene un 50-50 de posibilidades de descomposición. Si la partícula se descompone, el gato muere; de lo contrario, el gato vive. Sin embargo, hasta que abra la caja, no tiene idea de lo que le sucedió al gato, por lo que existe en una superposición de estados vivos y muertos, al igual que los electrones y otras partículas subatómicas existen simultáneamente en múltiples estados (como la energía múltiple niveles) hasta que se observen. Cuando se observa una partícula y elige aleatoriamente ocupar solo un nivel de energía, se llama salto cuántico. Los físicos originalmente pensaron que los saltos cuánticos eran instantáneos y discretos: ¡Puf! 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 a medida que dan su salto, antes de entrar en su estado final. En ese momento, los físicos no tenían la tecnología para observar esas trayectorias, dijo Todd Brun, físico de la Universidad del Sur de California, que no participó en la investigación. Ahí es donde entran Devoret y sus coautores.
Los físicos de Yale arrojaron una luz brillante a un átomo y observaron cómo se dispersaba la luz a medida que ocurría el salto cuántico. Descubrieron que los saltos cuánticos eran continuos en lugar de discretos, y que los saltos a diferentes niveles de energía discretos se mantenían en rutas específicas de "vuelo".
Una vez que los físicos supieron el estado específico al que se acercó 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. La identificación correcta del tipo de salto fue crucial para revertir con éxito el vuelo, agregó. "Es muy precario", dijo Minev a Live Science.
Algunos físicos, como Brun, no están sorprendidos por el hallazgo: "Esto no es diferente de todo lo que alguien había predicho", dijo Brun a Live Science. "Lo interesante es que lo llevaron a cabo experimentalmente".
El nuevo hallazgo es particularmente significativo para las instalaciones de investigación como el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser (LIGO), donde los físicos observan las ondas gravitacionales, dijo Devoret. En estas instalaciones de investigación, la imprevisibilidad de partículas, también llamada ruido cuántico, es la ruina de los esfuerzos de los científicos para realizar mediciones precisas.
"Como a los físicos les gusta decir, con el ruido cuántico, ni siquiera Dios puede saber lo que 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 se pueden observar y predecir 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 cuándo está a punto de estallar".
