Te contamos cómo pretenden los científicos convertir esta teoría en un hecho científico.
Físicos e investigadores de diferentes laboratorios están cada vez más cerca de probar una teoría que sienta las bases para una comprensión avanzada de.... bueno, de todo.
La teoría en cuestión es la mecánica cuántica, una forma de física que se basa en los movimientos de las partículas subatómicas para explicar el universo natural. Intentar probar esta teoría siempre ha sido un gran reto para la comunidad científica.
Para que una teoría entre en la categoría de hechos científicos, los físicos deben observar con sus propios ojos ciertos fenómenos que hasta ahora solo existían en el papel. No será fácil: como muestra el efecto del observador, una simple mirada a una partícula cuántica es suficiente para cambiar su comportamiento.
Para evitar esto, los físicos planean sacar una partícula de luz del aire y hacerla levitar entre algunos láseres usando un dispositivo inventado en la década de 1970 llamado pinza óptica.
La pinza óptica, o trampa de fuerza de gradiente de haz simple, funciona aprovechando el hecho de que la luz ejerce presión, en forma de radiación, sobre la masa.
Imagina que una sola partícula de luz es una pelota de baloncesto. Por lo general, esta partícula se mueve tan rápido que en algún momento resulta imposible determinar si se mueve hacia arriba o hacia abajo, como si alguien estuviera jugando baloncesto a una velocidad supersónica. Para determinar su posición hay que tomar una instantánea o una medida.
Ahora imagínate que podría estar arriba y abajo al mismo tiempo. Y que, al medirlo, hiciste que pasara de estar arriba y abajo, a estar arriba o abajo. Esto hace casi imposible observar la transición de ambos estados a un solo estado.
En la teoría de la mecánica cuántica, se postula que las partículas pueden existir en dos estados diferentes al mismo tiempo. Pero solo por momentos increíblemente cortos. Imagina que una pelota de baloncesto está arriba y abajo por un nanosegundo y luego está arriba o abajo. El momento en el que se produce esta transición se llama colapso cuántico.
Los físicos esperan utilizar pinzas ópticas para ralentizar las partículas, básicamente, haciéndoles levitar. Esto se llama un estado de tierra, y es necesario para la observación del colapso cuántico según una estrategia presentada en 2013 por los equipos de investigación dirigidos por Tongcang Li y Lu Ming Duan.
Una vez ralentizada, la partícula se enreda con un nanodiamante con defectos atómicos que también levita. Entonces, mediante un proceso de teletransportación llamado “superposición”, los físicos podrán observar la partícula en dos posiciones físicas diferentes (es decir, su polo norte mirando hacia arriba y hacia abajo) simultáneamente gracias a que está enredada.
Una vez que los investigadores logren la superposición bajo estas increíbles condiciones, podrán observar el colapso cuántico a medida que el universo decide hacia dónde se dirige el polo de la partícula.
Todo esto parece sospechoso, pero los físicos apoyan la teoría de la mecánica cuántica. Y la observación de la reducción cuántica será de gran importancia para futuras investigaciones más allá de las teorías básicas.