Investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft han creado un circuito cuántico para escuchar la señal de radio más débil permitida por la mecánica cuántica. Este nuevo circuito cuántico abre la puerta a posibles aplicaciones futuras en áreas como la radioastronomía y la medicina (MRI). También permite que los experimentos arrojen luz sobre la interacción entre la mecánica cuántica y la gravedad. Los resultados han sido publicados en Ciencias .

La solución habitual para una señal de radio débil es encontrar una señal más grande, por ejemplo, eligiendo una estación de radio diferente o moviéndose al otro lado de la habitación. Sin embargo, m ¿y si pudiéramos escuchar con más atención?

Las señales de radio débiles no son solo un desafío para las personas que intentan encontrar su estación de radio favorita, sino también para escáneres de imágenes por resonancia magnética (MRI) en hospitales, así como para los telescopios que los científicos usan para mirar al espacio. En un salto cualitativo en la detección de radiofrecuencia, investigadores del grupo del Prof. Gary Steele en Delft demostraron la detección de fotones o cuantos de energía, las señales más débiles permitidas por la teoría de la mecánica cuántica.

Trozos cuánticos

Una de las extrañas predicciones de la mecánica cuántica es que la energía viene en trozos diminutos llamados cuantos. ¿Qué significa esto? "Digamos que estoy empujando a un niño en un columpio, "dice el investigador principal Mario Gely." En la teoría clásica de la física, si quiero que el niño vaya un poco más rápido, puedo darle un pequeño empujón, dándoles más velocidad y más energía. La mecánica cuántica dice algo diferente:solo puedo aumentar la energía del niño un 'paso cuántico' a la vez. Impulsar a la mitad de esa cantidad no es posible ".

Para un niño en un columpio estos pasos cuánticos son tan pequeños que son demasiado pequeños para notarlos. Hasta hace poco, lo mismo ocurre con las ondas de radio. Sin embargo, el equipo de investigación en Delft desarrolló un circuito que realmente puede detectar estos trozos de energía en señales de radiofrecuencia, abriendo el potencial para detectar ondas de radio a nivel cuántico.

¿De la radio cuántica a la gravedad cuántica?

Más allá de las aplicaciones en la detección cuántica, el grupo de Delft está interesado en llevar la mecánica cuántica al siguiente nivel:masa. Si bien la teoría del electromagnetismo cuántico se desarrolló hace casi 100 años, Los físicos todavía hoy están desconcertados sobre cómo encajar la gravedad en la mecánica cuántica.

"Usando nuestra radio cuántica, queremos intentar escuchar y controlar las vibraciones cuánticas de los objetos pesados, y explorar experimentalmente lo que sucede cuando se mezcla la mecánica cuántica y la gravedad, "Dijo Gely." Estos experimentos son difíciles, pero si tenemos éxito, podríamos probar si podemos hacer una superposición cuántica del propio espacio-tiempo, un nuevo concepto que pondría a prueba nuestra comprensión tanto de la mecánica cuántica como de la relatividad general ".