MATEMÁTICAS, FÍSICA Y QUÍMICA: Física

Un gato de Schrödinger vivo y muerto en dos cajas al mismo tiempo

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En física cuántica es muy conocida la paradoja del gato de Schrödinger, que está vivo y muerto dentro de una caja, pero ahora científicos de la Universidad de Yale han dado un paso más: han conseguido que uno de estos extraños gatos esté en su estado doble en dos cajas a la vez. Su experimento ha consistido en entrelazar fotones en dos cavidades y podría tener aplicación en computación cuántica.

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SINC | | 26 mayo 2016 20:00

<p>El experimento del gato cuántico en dos cajas a la vez ayuda a entender mejor el concepto de entrelazamiento cuántico. /<em> </em><a href="http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bb/Kittyply_edit1.jpg" target="_blank">Wikipedia</a></p>

El experimento del gato cuántico en dos cajas a la vez ayuda a entender mejor el concepto de entrelazamiento cuántico. / Wikipedia

El gato de Schrödinger es un famoso experimento mental que explora la forma en la que un sistema cuántico, como un átomo o un fotón, pueden existir en varios estados a la vez, un fenómeno conocido como superposición cuántica.

Un gato desafortunado que se encierre en una caja puede estar o no vivo, pero los científicos que analizan la caja desde fuera no pueden saber su estado a menos que la abran. El animal, por tanto, puede estar tanto vivo como muerto cuando no se le observa.

"Con esta arquitectura somos capaces de introducir un 'gato' cuántico hecho de fotones que se propaga en dos cavidades", dicen los investigadores

De forma similar, en física cuántica, las partículas subatómicas pueden estar en un estado o en otro. Sin embargo, estas partículas también pueden estar entrelazadas, ‘conectadas’ de alguna forma en un estado único a través del espacio.

Ahora investigadores de la Universidad de Yale (EE UU) demuestran con un experimento que un ‘gato cuántico’ puede estar vivo y muerto pero, además, en dos lugares al mismo tiempo, según publican esta semana en la revista Science.

“El objetivo de nuestra plataforma es investigar y arrojar luz sobre la naturaleza del entrelazamiento, aplicándolo potencialmente a la computación cuántica y a la comunicación a larga distancia”, declara a Sinc Yvonne Gao, coautora del trabajo. “Mediante la explotación de estos estados entrelazados, también se allana el camino para realizar operaciones lógicas entre dos bits cuánticos con errores corregibles”.

Para realizar el experimento los científicos indujeron a un conjunto de fotones a tener estados iguales, entrelazarse. Para ello diseñaron un sistema con dos cavidades separadas (denominadas Alice y Bob, que actuan de ‘cajas’), y aplicaron ondas de luz, de tal manera que solo una longitud de onda puede existir en las cavidades en un momento dado, lo que las otorga cualidades similares aunque estén distanciadas.

160526_gato_schrödinger_esquemaChen Wang et alScience

Esquema del experiemento. / Chen Wang et al./Science

Las dos cavidades se puentearon con un superconductor, un átomo artificial que permite manipular los estados cuánticos dentro de los cajas. Así, el equipo sometió los fotones de una cavidad a un laberinto de puertas que les proporcionó un patrón de giros distintivo. De esta forma, los investigadores pudieron darle a los fotones dos estados distintos (como el gato vivo o muerto) y observaron el mismo estado en los fotones de la cavidad de al lado.

“Con esta arquitectura, somos capaces de introducir un 'gato' hecho de fotones de microondas confinadas, que se propaga a través de ambas cajas", señala Gao. "Como tal, su estado en cada cavidad está muy entrelazado con el de la otra, y no se puede describir por separado. Su destino es desconocido para nosotros a menos que abramos las dos cajas a la vez". Es decir, el gato solo está vivo y muerto en las dos cajas al mismo tiempo, nunca si una de ellas se abre.

“Hemos creado una situación nueva y más exótica para el gato de Schrödinger (con un 'tamaño' de momento de hasta 80 fotones), una superposición de estados coherentes de luz que viven y mueren en dos sitios al mismo tiempo”, concluye la investigadora de Yale. De hecho, el experimento del equipo se puede considerar el primer caso de este tipo de coherencia cuántica a escala macroscópica.

Referencia bibliográfica:

Chen Wang, Yvonne Y. Gao et al.: “A Schrödinger cat living in two boxes”.Science  352 (6289): 1087-1090 mayo de 2016.

Zona geográfica: España
Fuente: SINC

Comentarios

  • SunDust |27. mayo 2016 18:30:04

    El experimento del gato de Schrodinger es complicado de entender para personas ajenas al mundo de la física e incluso para profesionales de la física. He leído infinidad de explicaciones y sólo un par, escritas por físicos renombrados, conseguían que se llegara a entender bien el experimento, este problema viene dado principalmente porque la persona que escribe el artículo no entiende el experimento en profundidad, simplemente se limita a reproducir lo que ha leído en otro artículo similar. Pero sin duda, la explicación de este artículo se lleva la palma, si alguien que nunca ha oído hablar de este experimento lee esta explicación se va a quedar peor de lo que estaba:

    "Un gato desafortunado que se encierre en una caja puede estar o no vivo, pero los científicos que analizan la caja desde fuera no pueden saber su estado a menos que la abran. El animal, por tanto, puede estar tanto vivo como muerto cuando no se le observa."

    Señores divulgadores científicos, una de dos, o no entiendan lo que están explicando o por el afán de simplificar no explican nada sino que confunden a la gente. Sean serios y expliquen las cosas en síntesis pero con profundidad, no tengan miedo a entrar en detalles, las personas que leen este tipo de artículos tienen capacidad suficiente para mucho más, sus "por qué" no tienen fin, se hacen muchas preguntas y quieren llegar hasta el final del asunto. Por favor, respeten al lector, lo único que consiguen con este tipo de explicaciones es llenar Internet con información inútil.

    Nota: Lo único bueno del artículo son las transcripciones literales de los científicos que han realizado el experimento.

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  • Joaquin Felix Rodriguez Bassecourt |27. mayo 2016 18:30:11

    Tenemos que entre estas dos partículas existe un estado de resonancia existencial, que se explica de la siguiente forma:

    Si consideramos la velocidad de la luz como el equivalente a una longitud cuántica de espacio recorrida en un periodo cuántico existencial de tiempo, al tiempo que consideramos las longitudes cuánticas de espacio que separan dos partículas y el tiempo necesario para recorrer ambas distancias, como el equivalente al vector que corresponde a la impedancia espacio temporal existente entre las mismas.

    El entrelazamiento cuántico seria la existencia de una resonancia espacio temporal entre esas dos partículas, lo que hace que la impedancia espacio temporal entre esas dos partículas se anule, reaccionando simultáneamente ambas partículas. Si consideramos el espacio como la reactancia inductiva de la impedancia espacio temporal, en tanto que el tiempo seria la reactancia capacitaba de la impedancia espacio temporal, la resonancia vectorial entre ambas determinaría el fenómeno del entrelazamiento cuántico.

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  • Carlos MIguel |02. junio 2016 11:13:09

    Cuanto mas información tengo de la fisica cuantica mas inquietante y misteriosa me parece

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  • Claudio |02. junio 2016 11:13:51

    Amigo, entiendo que sepas del tema, pero no tiene lógica hacer saber que sabes sin dar sabiduría a los demás... caes, lamentablemente, en un error similar al que escribe este paupérrimo artículo aunque él, al parecer por saber poco y vos, al parecer, por saber más.

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  • JOSE |12. febrero 2017 21:10:26

    y no puede ser que el detector de electrones cuando mide la trayectoria del electrón modifique la energía cinética , o haga rebotar el electrón, como un espejo que provoca la difracción de la luz . Si quitas el detector no rebota y va en linea recta, pero si lo colocas se dispara un angulo.Nada puede estar en dos sitios a la vez

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