Crédito:Universidad de Washington en St. Louis
Probablemente hayas oído hablar del gato de Schrödinger, que está atrapado en una caja con un mecanismo que se activa si un átomo radiactivo se desintegra, liberando radiación. El acto de mirar en la caja colapsa la función de onda del átomo, la descripción matemática de su estado, de una "superposición" de estados a un estado definido, que mata al gato o lo deja vivir otro día.
Pero, ¿sabías que si miras la caja del gato con frecuencia, miles de veces por segundo, puedes retrasar la decisión fatídica o, en cambio, acelerarlo? El retraso se conoce como el efecto cuántico Zeno y la aceleración como el efecto cuántico anti-Zeno.
El efecto cuántico de Zenón fue nombrado por analogía con la paradoja de la flecha concebida por el filósofo griego Zenón:En cualquier instante de tiempo, una flecha en vuelo está inmóvil; entonces, ¿cómo puede moverse? Similar, si un átomo pudiera medirse continuamente para ver si todavía está en su estado inicial, siempre se encontraría en ese estado.
Tanto el efecto Zeno como el anti-Zeno son reales y ocurren en átomos reales. Pero, ¿cómo funciona esto? ¿Cómo puede la medición retrasar o acelerar la desintegración del átomo radiactivo? ¿Qué es "medición, " ¿de todas formas?
La respuesta del físico es que para obtener información sobre un sistema cuántico, el sistema debe estar fuertemente acoplado al medio ambiente durante un breve período de tiempo. Entonces, el objetivo de la medición es obtener información, pero el fuerte acoplamiento con el medio ambiente significa que el acto de medir también perturba necesariamente el sistema cuántico.
Pero, ¿qué pasa si el sistema se perturba pero no se transmite información al mundo exterior? ¿Qué pasaría entonces? ¿El átomo todavía exhibiría los efectos Zeno y anti-Zeno?
El grupo de Kater Murch en la Universidad de Washington en St. Louis ha estado explorando estas preguntas con un átomo artificial llamado qubit. Para probar el papel de la medición en los efectos de Zeno, idearon un nuevo tipo de interacción de medición que perturba al átomo pero no aprende nada sobre su estado, lo que ellos llaman una "cuasimensión".
Informan en el 14 de junio, 2017, cuestión de Cartas de revisión física que las cuasimediciones, como medidas, causar efectos Zeno. Potencialmente, la nueva comprensión de la naturaleza de la medición en la mecánica cuántica podría conducir a nuevas formas de controlar los sistemas cuánticos.