{"id":23404,"date":"2021-06-29T09:20:44","date_gmt":"2021-06-29T15:20:44","guid":{"rendered":"https:\/\/otech.uaeh.edu.mx\/noti\/?p=23404"},"modified":"2021-06-29T09:21:42","modified_gmt":"2021-06-29T15:21:42","slug":"los-efectos-cuanticos-escalan-a-niveles-macroscopicos-sin-precedentes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/otech.uaeh.edu.mx\/noti\/computacion-cuantica\/los-efectos-cuanticos-escalan-a-niveles-macroscopicos-sin-precedentes\/","title":{"rendered":"Los efectos cu\u00e1nticos escalan a niveles macrosc\u00f3picos sin precedentes"},"content":{"rendered":"

La frontera cu\u00e1ntica ha trascendido los l\u00edmites de las part\u00edculas elementales y alcanzado dimensiones macrosc\u00f3picas in\u00e9ditas, permitiendo a los cient\u00edficos acercarse al estado fundamental de la materia a una escala de kilogramos.<\/span><\/p>\n

Las part\u00edculas elementales, que forman la estructura m\u00e1s b\u00e1sica de la materia, tienen efectos cu\u00e1nticos que solo se aprecian en los electrones y en otros componentes f\u00edsicos m\u00e1s peque\u00f1os.<\/span><\/p>\n

Sin embargo, en un laboratorio se pueden crear condiciones para obtener efectos cu\u00e1nticos macrosc\u00f3picos: la mayor\u00eda de las veces, se ha conseguido con nubes de millones de \u00e1tomos. Esta frontera se ha traspasado con creces por primera vez en una nueva investigaci\u00f3n.<\/span><\/p>\n

La nueva investigaci\u00f3n se ha desarrollado en el seno de un observatorio de detecci\u00f3n de ondas gravitatorias llamado LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory<\/em>).<\/span><\/p>\n

Es un observatorio que puede detectar movimientos miles de veces menores que el ancho de un \u00e1tomo, gracias a unos singulares espejos que se balancean como un p\u00e9ndulo ante cualquier perturbaci\u00f3n.<\/span><\/p>\n

Frontera cu\u00e1ntica<\/strong><\/span><\/h2>\n

Esos espejos, que se usan generalmente para detectar ondas gravitatorias, en el nuevo experimento han servido para llegar a la frontera cu\u00e1ntica.<\/span><\/p>\n

En la escala cu\u00e1ntica, los objetos no son est\u00e1ticos, ya que los \u00e1tomos est\u00e1n en constante movimiento. Sin embargo, es posible ralentizarlos para que el sistema cu\u00e1ntico entre en un estado b\u00e1sico de estabilidad, es decir, en movimiento m\u00ednimo, casi detenido. Ese menor estado de energ\u00eda se alcanza cuando la materia est\u00e1 muy fr\u00eda, ya que, a m\u00e1s calor, m\u00e1s movimiento.<\/span><\/p>\n

Para alcanzar la frontera cu\u00e1ntica, los autores de la nueva investigaci\u00f3n colocaron electroimanes en la parte posterior de los cuatro espejos de LIGO, lo que redujo el movimiento pendular de todos ellos.<\/span><\/p>\n

Tras enfriarse a 77 nanokelvins (un nanokelvin equivale a una milmillon\u00e9sima de grado), los espejos se movieron menos de una mil\u00e9sima parte del ancho de un prot\u00f3n, rozando as\u00ed la frontera cu\u00e1ntica.<\/span><\/p>\n

<\/div>\n

El objeto que finalmente ha llegado a la frontera cu\u00e1ntica no es algo tangible (como los mismos objetos cu\u00e1nticos), sino que es el movimiento pendular combinado de los cuatro espejos separados, cada uno de los cuales pesa unos 40 kilogramos.<\/span><\/p>\n

El \u00abobjeto\u00bb que los investigadores enfriaron y casi detuvieron completamente tiene una masa estimada de alrededor de 10 kilogramos y un octill\u00f3n de \u00e1tomos, explican los investigadores en un\u00a0comunicado<\/a>.<\/span><\/p>\n

R\u00e9cord mundial<\/strong><\/span><\/h2>\n

La inmovilidad casi completa de ese volumen de masa representa un r\u00e9cord mundial, porque nunca se hab\u00eda llegado tan cerca de la frontera cu\u00e1ntica con objetos tan grandes.<\/span><\/p>\n

Hasta ahora, solo objetos en el rango de nanogramos hab\u00edan sido llevados al estado fundamental, aunque la nueva proeza tiene un alcance mucho mayor que el propio r\u00e9cord, destacan los investigadores.<\/span><\/p>\n

La finalidad de esta aproximaci\u00f3n descomunal a la frontera cu\u00e1ntica es descubrir si la teor\u00eda cu\u00e1ntica se aplica a todo lo que existe,\u00a0explica<\/a>\u00a0el investigador principal, Vivishek Sudhir, a la revista ORF.<\/span><\/p>\n

Se trata de averiguar por qu\u00e9 los fen\u00f3menos cu\u00e1nticos que ocurren con fotones, electrones y dem\u00e1s part\u00edculas elementales, se pueden apreciar en objetos m\u00e1s grandes solo en un laboratorio.<\/span><\/p>\n

\u00bfPor qu\u00e9 un fot\u00f3n puede estar en dos lugares al mismo tiempo, pero no una pelota de tenis? Los f\u00edsicos ya tienen una respuesta provisional: por las perturbaciones que provoca el entorno.<\/span><\/p>\n

Gravedad cu\u00e1ntica masiva<\/strong><\/span><\/h2>\n

\u201cLos fen\u00f3menos cu\u00e1nticos desaparecen cuando un objeto interact\u00faa con su entorno\u201d, a\u00f1ade Sudhir. \u201cNo sabemos por qu\u00e9. Roger Penrose una vez sospech\u00f3 que la gravedad era la responsable. Lo comprobaremos\u00bb, concluye.<\/span><\/p>\n

Despu\u00e9s de este experimento, los cient\u00edficos ya saben c\u00f3mo acercarse al estado fundamental a una escala de kilogramos, y creen que pueden medir el efecto de la gravedad en un objeto cu\u00e1ntico masivo, algo considerado hasta ahora como un sue\u00f1o imposible.<\/span><\/p>\n

Lo conseguido es un punto de partida para crear estados ex\u00f3ticos de la materia, como supers\u00f3lidos o fluidos que parecen tener masa negativa, se\u00f1alan los investigadores.<\/span><\/p>\n

El estado b\u00e1sico de la materia es prometedor tambi\u00e9n para una serie de aplicaciones, desde los relojes at\u00f3micos a los ordenadores cu\u00e1nticos.<\/span><\/p>\n

Referencia<\/strong><\/span><\/h2>\n

Approaching the motional ground state of a 10-kg object<\/a>. Chris Whittle et al. Science\u00a0 18 Jun 2021: Vol. 372, Issue 6548, pp. 1333-1336. DOI: 10.1126\/science.abh2634<\/span><\/p>\n

Foto superior: T\u00e9cnicos de LIGO examinando uno de los espejos de LIGO. Caltech\/MIT\/LIGO Lab.<\/span><\/h6>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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