El principio de incertidumbre introducido por primera vez por Werner Heisenberg a finales de la década de 1920, es un concepto fundamental de la mecánica cuántica. En el mundo cuántico las partículas como los electrones que alimentan todos los productos eléctricos también pueden comportarse como ondas. Como resultado, las partículas no pueden tener una posición y un momento bien definidos simultáneamente. Por ejemplo, medir el momento de una partícula conduce a una alteración de la posición, y, por tanto, la posición no se puede definir con precisión.

En una investigación reciente, publicado en Ciencias , un equipo dirigido por el profesor Mika Sillanpää en la Universidad Aalto en Finlandia ha demostrado que hay una manera de sortear el principio de incertidumbre. El equipo incluía al Dr. Matt Woolley de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia, quien desarrolló el modelo teórico para el experimento.

En lugar de partículas elementales, el equipo llevó a cabo los experimentos utilizando objetos mucho más grandes:dos parches vibrantes de una quinta parte del ancho de un cabello humano. Los parches fueron cuidadosamente coaccionados para que se comportaran de forma mecánica cuántica.

"En nuestro trabajo, los parches exhiben un movimiento cuántico colectivo. Los tambores vibran en una fase opuesta entre sí, de tal manera que cuando uno de ellos se encuentra en una posición final del ciclo de vibración, el otro está en la posición opuesta al mismo tiempo. En esta situación, la incertidumbre cuántica del movimiento de los tambores se cancela si los dos tambores se tratan como una entidad mecánica cuántica, "explica el autor principal del estudio, Dra. Laure Mercier de Lepinay.

Esto significa que los investigadores pudieron medir simultáneamente la posición y el impulso de los dos parches, lo que no debería ser posible según el principio de incertidumbre de Heisenberg. Romper la regla les permite poder caracterizar fuerzas extremadamente débiles que impulsan los parches.

"Uno de los tambores responde a todas las fuerzas del otro tambor de manera opuesta, con una masa negativa, "Sillanpää dice.

Es más, los investigadores también aprovecharon este resultado para proporcionar la evidencia más sólida hasta la fecha de que objetos tan grandes pueden exhibir lo que se conoce como entrelazamiento cuántico. Los objetos enredados no se pueden describir independientemente unos de otros, aunque pueden tener una separación espacial arbitrariamente grande. El entrelazamiento permite que pares de objetos se comporten de formas que contradicen la física clásica, y es el recurso clave detrás de las tecnologías cuánticas emergentes. Una computadora cuántica puede, por ejemplo, realizar los tipos de cálculos necesarios para inventar nuevos medicamentos mucho más rápido que cualquier supercomputadora.

En objetos macroscópicos, los efectos cuánticos como el entrelazamiento son muy frágiles, y son destruidos fácilmente por cualquier perturbación de su entorno circundante. Por lo tanto, los experimentos se llevaron a cabo a muy baja temperatura, sólo una centésima de grado por encima del cero absoluto a -273 grados.

En el futuro, El grupo de investigación utilizará estas ideas en pruebas de laboratorio destinadas a probar la interacción de la mecánica cuántica y la gravedad. Los parches vibratorios también pueden servir como interfaces para conectar nodos de gran escala, redes cuánticas distribuidas.

El artículo, "Subsistema libre de mecánica cuántica con osciladores mecánicos, "por Laure Mercier de Lépinay, Caspar F. Ockeloen-Korppi, Matthew J. Woolley, y Mika A. Sillanpää se publica en Ciencias 7 de mayo.