En un estudio reciente publicado en la revista Nature Physics, los investigadores llevaron a cabo una serie de intrincados experimentos con fotones (partículas de luz) para investigar el concepto de "contextualidad", que describe la dependencia del comportamiento de un sistema cuántico de los ajustes de medición específicos. Los experimentos tenían como objetivo determinar si el comportamiento de un sistema cuántico puede depender de decisiones de medición futuras sin perturbar el sistema mismo.
La innovadora configuración experimental del equipo combinó varias técnicas de óptica cuántica de última generación para controlar y manipular con precisión el comportamiento de fotones individuales. La configuración permitió a los investigadores realizar dos tipos diferentes de mediciones en el mismo fotón sin afectar su estado cuántico. La primera medición implicó distinguir entre dos estados de polarización específicos (horizontal y vertical), mientras que la segunda medición distinguió entre estados de polarización diagonal. Fundamentalmente, la elección de qué medición realizar se determinó después de que el fotón ya hubiera pasado por el primer dispositivo de medición.
Los resultados experimentales confirmaron que el comportamiento de los fotones dependía del ajuste de medición posterior, lo que demuestra una contextualidad no clásica que va más allá de la física clásica. Esta notable observación implica que la elección de los ajustes de medición futuros puede influir en el pasado o, de manera equivalente, que el fotón se comporta como si poseyera conocimiento del futuro para poder adaptar su comportamiento en consecuencia.
"Nuestro trabajo es importante porque arroja luz sobre la naturaleza fundamental de la teoría cuántica y el papel de la contextualidad en la determinación de los resultados de los experimentos cuánticos", explica Philip Walther, profesor del IQOQI y de la Universidad de Viena, que dirigió el equipo de investigación. "Este tipo de dependencia de la medición a nivel cuántico desafía nuestra comprensión de la noción de causalidad y la naturaleza del tiempo en física".
Los investigadores enfatizan que sus hallazgos no proporcionan ningún medio para predecir el futuro o realizar viajes en el tiempo. Más bien, proporcionan información sobre la naturaleza profunda e intrincada de los fenómenos cuánticos y nuestra comprensión del comportamiento del universo en las escalas más pequeñas. Al sondear los límites de la medición cuántica y la interacción de elecciones y resultados, estos experimentos amplían los límites del conocimiento humano y proporcionan un camino para futuras exploraciones en el ámbito de la física cuántica fundamental.
La innovadora investigación de IQOQI no es sólo una búsqueda intelectual sino que también refleja la importancia de la investigación básica para mejorar nuestra comprensión de las reglas fundamentales que gobiernan nuestro universo. Al investigar las peculiaridades sutiles del mundo cuántico, los físicos contribuyen al avance de la ciencia y sientan las bases para posibles avances tecnológicos que tienen el poder de cambiar la sociedad de maneras inesperadas. A medida que profundizamos en el ámbito de la mecánica cuántica, nos encontramos cara a cara con la naturaleza cautivadora e impredecible de nuestra realidad y continuamos aprendiendo lo que significa existir en un universo gobernado por principios cuánticos.
