Físicos han logrado emular el famoso experimento de Schrödinger pero a una escala que rompe récords, logrando crear el gato de Schröinger más pesado del mundo que se encuentra en superposición cuántica.
El gato de Schrödinger
Para hablar de superposiciones cuánticas es imprescindible mencionar el famoso experimento mental postulado por Erwin Schrödinger. Se trata más de un ejercicio mental que de una práctica de laboratorio. Plantea un escenario donde un gato se encuentra dentro de una caja sellada, a la vez que está expuesto a un dispositivo con una partícula radiactiva, una matraz con veneno y un contador Geiger. La pregunta inicial es, ¿el gato esta vivo o está muerto?
La respuesta desde luego no es sencilla, ya que si el elemento radiactivo se descompone, entonces el contador de Geiger se descontrolará y romperá la matraz con veneno. Uno podría decir que el gato simplemente está muerto, pero Schrödinger lo llevó más allá de la física clásica y lo pensó desde una perspectiva cuántica: el gato está vivo y muerto al mismo tiempo, cosa que no se determinará hasta que la caja se abra.
Desde que Erwin planteara dicho experimento hipotético, las superposicones cuánticas han estado rondando en la mente de los físicos y hoy en día sabemos que es posible a nivel cuántico, es decir, en el mundo microscópico de las partículas. Pero, en un avance sumamente importante para la física, por primera vez han logrado crear un gato de Schrödinger que es visible a simple vista.
Superposiciones cuánticas a nivel macro
Científicos del Laboratorio de Física del Estado Sólido de ETH Zurich llevaron el experimento a otro nivel. Desde luego que no pusieron en riesgo la vida de un gato, en cambio hicieron vibrar 100 billones de átomos dentro de un cristal de zafiro del tamaño de un grano de arena. Quizá un grano de arena no le resulte de un tamaño espectacular, pero es visible a simple vista y además es mucho más grande que las subpartículas.
Así lograron crear la superposición cuántica más pesada del mundo cuando el cristal osciló simultáneamente en dos direcciones distintas. Aunque el cristal tan sólo pesaba 16 microgramos, es billones de veces más pesado que las moléculas que hasta ahora habían logrado entrar en superposición cuántica.
“Por supuesto, en el laboratorio no podemos realizar un experimento con un gato real que pese varios kilogramos”, bromea Yiwen Chu, profesor del Laboratorio de Física de Estado Sólido de ETH Zurich. Pero “al poner los dos estados de oscilación del cristal en una superposición, hemos creado efectivamente un gato de Schrödinger que pesa 16 microgramos”.
Para corroborar que se había creado un gato de Schrödinger real, Chu y sus colegas midieron la separación espacial de los dos estados vibratorios del cristal y percibieron una clara distinción entre las vibraciones térmicas y las cuánticas aleatorias.
No está claro todavía en dónde termina el mundo cuántico y dónde comienza el visible para nosotros, así que los físicos desean aumentar las expectativas y agregarle más peso al siguiente gato de Schrödinger. Esperan poder meter en superposición cuántica a objetos más complejos de escalas casi macroscópicas y de esta forma, entender cómo funciona la misteriosa física cuántica.
Referencias: Chu, Y. et al. Schrödinger cat states of a 16-microgram mechanical oscillator. Science, 380 (6642), DOI
