El gato de Schrödinger tiene problemas: la física cuántica se pone artística

Tengo que ser honesto contigo: la primera vez que alguien me habló del gato de Schrödinger, tenía unos quince años y pensé que me estaban tomando el pelo. ¿Un gato que está vivo Y muerto al mismo tiempo hasta que alguien abre una caja? Perdóname, pero eso no es física. Eso es imaginación enferma.

Pero aquí está el detalle: los físicos no estaban siendo traviesos cuando se inventaron esto. Estaban intentando explicar uno de los aspectos más desconcertantes de la mecánica cuántica. La idea de que las partículas diminutas pueden existir en múltiples estados a la vez, como si estuvieran en dos lugares simultáneamente, hasta que las medimos.

El experimento mental original

Por si necesitas un repaso (o nunca lo aprendiste — aquí no juzgamos), te cuento la versión rápida.

Erwin Schrödinger, el físico austríaco, imaginó meter un gato en una caja sellada junto con un átomo radiactivo, un contador Geiger y veneno. Si el átomo se desintegra, el contador acciona un mecanismo que rompe el frasco de veneno. Ya te imaginas el resto. Si el átomo no se desintegra, el felino sigue viviendo tranquilamente.

El misterio cuántico aparece porque hasta que abres la caja, no sabes qué escenario ocurrió. Entonces, desde nuestra perspectiva, el gato existe en una superposición de ambos estados: vivo Y muerto al mismo tiempo. Solo cuando miramos, la realidad "decide" qué resultado se dio.

Esto nunca fue un experimento real, ojo. El propio Schrödinger lo usó para destacar lo extraña que se vuelve la mecánica cuántica cuando pasas de partículas diminutas a objetos cotidianos. Nadie planeaba encerrar gatos en cajas. (Uf, menos mal.)

Ahora es donde la cosa se pone interesante

Durante décadas, los físicos han sospechado que las superposiciones podían ser mucho más complejas que simplemente "dos cosas opuestas al mismo tiempo". Pero ¿crear estos estados más elaborados en un laboratorio? Eso era lo complicado.

Hasta ahora, claro.

Un equipo de la Universidad de Oxford acaba de publicar una investigación que, siendo sincero, me ha volado la cabeza. Han logrado crear lo que podríamos llamar superposiciones cuánticas "exóticas", esencialmente nuevas variedades de estados del gato de Schrödinger que no encajan en el modelo binario simple con el que hemos trabajado hasta ahora.

¿Cómo lo lograron? Atraparon un ion de estroncio-88 (los físicos cuánticos adoran los elementos exóticos, por supuesto) y realizaron una manipulación bastante delicada. Controlaron tanto el estado cuántico interno del ion —su "espín", que viene a ser como una propiedad magnética diminuta— como su movimiento dentro de la trampa.

Piénsalo así: antes solo podíamos crear superposiciones entre dos estados opuestos. Como un interruptor de luz que está encendido o apagado. Pero lo que hizo el equipo de Oxford es como crear un interruptor cuántico que puede estar encendido, apagado, parcialmente encendido, parpadeando en un patrón específico Y varias otras configuraciones que ni siquiera tenían nombre hasta ahora, todo al mismo tiempo.

El investigador principal, Sebastian Saner, lo expresó así: ahora tienen una "herramienta para esculpir superposiciones cuánticas en casi cualquier forma". Cualquier forma. Eso no es una afirmación menor.

¿Por qué debería importarte?

Sé lo que estás pensando: suena genial para los geeks de la física, pero ¿importa para el resto de nosotros?

Aquí te explico por qué podría importar: estamos en las primeras fases de construir computadoras cuánticas, que podrían revolucionar todo, desde el descubrimiento de fármacos hasta el modelado climático, pasando por descifrar códigos de encriptación. El problema es que estas máquinas son increíblemente frágiles y propensas a errores.

Nuestro obstáculo actual es que las computadoras cuánticas que tenemos se basan en "bits cuánticos" de dos niveles —básicamente la versión cuántica del interruptor de encendido/apagado. Pero si podemos trabajar con estados cuánticos más complejos, como los que permite esta investigación, quizás logremos construir sistemas más robustos que corrijan mejor sus propios errores.

Como dijo Saner: "La imagen del libro de texto de un sistema cuántico estando en dos lugares a la vez es solo el comienzo. Hay un paisaje mucho más amplio de estados cuánticos posibles, y todavía estamos aprendiendo a acceder a él experimentalmente."

El panorama completo

Lo que realmente me fascina de esta historia es lo siguiente: la famosa cita de Feynman sobre que nadie entiende la mecánica cuántica es de 1964. Casi sesenta años después, seguimos descubriendo aspectos nuevos de todo esto. Seguimos empujando los límites de lo que la realidad permite.

¿队Y sabes qué? Eso me parece esperanzador. Todavía hay tanto que no sabemos. Tanto que explorar. El universo es más extraño y más flexible de lo que nuestra intuición cotidiana sugiere, y de vez en cuando conseguimos entrever cuán profundo es el agujero del conejo.

Así que la próxima vez que alguien mencione el gato de Schrödinger en una cena, puedes decirles: "Oh, eso es tan de la década pasada. Ya hemos dejado atrás los escenarios básicos de vivo o muerto. La física cuántica se ha vuelto artística."

Tus compañeros de cena quedarán impresionados o preocupados. En cualquier caso, tendrás razón.

Fuente: https://www.popularmechanics.com/science/a71715312/new-schrodingers-cat