GIF animado que explica el proceso. Crédito:Universidad de Sevile
La física cuántica se ocupa de sistemas microscópicos como átomos y partículas ligeras. Es una teoría que permite calcular las probabilidades de los posibles resultados de cualquier medición realizada en estos sistemas. Sin embargo, lo que sucede durante la medición fue un misterio. Un equipo de investigadores de la Universidad de Sevilla, la Universidad de Estocolmo (Suecia) y la Universidad de Siegen (Alemania) tiene, por primera vez, logró "filmar" lo que sucede durante la medición del sistema cuántico.
Para hacer eso, utilizaron un ión de estroncio (un átomo cargado eléctricamente) atrapado en un campo eléctrico. La medición del ión dura apenas una millonésima de segundo pero los investigadores han logrado hacer una "película" del proceso reconstruyendo el estado cuántico del sistema en diferentes momentos. Los resultados confirman una de las predicciones más sutiles de la física cuántica.
"El experimento es interesante por dos razones, según el maestro Adán Cabello, del Departamento de Física Aplicada II de la Universidad de Sevilla. "Por un lado, muestra que el cambio de estado cuántico durante una medición no es instantáneo, como muchos creen, sino que ocurre gradualmente ". "el experimento demuestra que las medidas cuánticas que preservan los estados cuánticos con la máxima información son procesos reales que ocurren en la naturaleza y no son solo idealizaciones teóricas".
El resultado del experimento se puede resumir en un GIF animado que muestra cómo ocurre el estado cuántico del ion durante esta millonésima de segundo. El estado se puede visualizar mediante un tablero tridimensional. Las alturas de las torres indican el grado de superposición de los posibles estados cuánticos. La película muestra cómo, durante la medición, algunas de las superposiciones se pierden —y cómo la pérdida es gradual— mientras que otras se conservan tal como debe suceder en una medición cuántica ideal.
Trabajando en el laboratorio. Crédito:Universidad de Sevilla
Crédito:Universidad de Sevilla