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Los físicos 'crían' el gato de Schrödinger para descubrir los límites del mundo cuántico


Una diferencia radical entre el mundo macroscópico y el mundo microscópico origina una cuestión física muy importante sobre las limitaciones del reino cuántico. Entonces, para estudiar la frontera entre el mundo cuántico y el mundo clásico, los físicos han descubierto cómo 'criar' el gato de Schrödinger.

[Fuente de imagen: Wikipedia]

¿Qué es el experimento del gato de Schrödinger?

El gato de Schrödinger es un experimento mental de 1935 del físico alemán Erwin Schrödinger. Coloca a un gato en una caja sellada y se encuentra en un estado de superposición cuántica en el que está vivo y muerto al mismo tiempo. Sin embargo, cuando un observador mira dentro de la caja, ve al gato vivo o muerto, pero no tanto vivo como muerto. La interpretación de Copenhague del estado vivo y muerto del gato plantea la cuestión de cuándo termina exactamente la superposición cuántica y la realidad golpea una posibilidad u otra.

Schrödinger diseñó este experimento teórico para demostrar la diferencia radical entre el mundo macroscópico, al que estamos acostumbrados, y el mundo microscópico, que está controlado por las leyes de la física cuántica. Además, el experimento mental muestra cuán extremadamente contradictorio es intentar aplicar conceptos cuánticos a escenarios macroscópicos.

Cría del gato de Schrödinger

Físicos de la Universidad de Calgary y del Russian Quantum Center han descubierto cómo criar el gato de Schrödinger para estudiar los límites entre los mundos cuántico y clásico. Han ideado un método para crear estados de superposición cuántica con parámetros que potencialmente pueden expandirse más allá de los límites microscópicos. Alexander Lvovsky, el líder del equipo del proyecto de investigación, explica el propósito de su estudio.

"Una de las cuestiones fundamentales de la física es el límite entre los mundos cuántico y clásico. ¿Pueden observarse los fenómenos cuánticos (siempre que se den las condiciones ideales) en los objetos macroscópicos? La teoría no da respuesta a esta pregunta: tal vez no exista tal límite. Qué necesitamos es una herramienta que lo demostrará ".

El análogo físico del gato de Schrödinger, los dos estados con propiedades opuestas, proporciona esta herramienta deseada. Esta es una superposición de dos ondas de luz uniformes con amplitudes opuestas. Pero anteriormente no era posible lograr tales superposiciones donde los términos contenían más de cuatro fotones. Entonces, los físicos intentaron "criar" tales estados y han logrado obtener "gatos" ópticos con amplitudes aleatorias altas. Anastasia Pushnika, coautora del experimento, revela su método para "criar" un gato.

"En esencia, causamos la interferencia de dos" gatos "en un divisor de haz. Esto conduce a un estado entrelazado en los dos canales de salida de ese divisor de haz. En uno de estos canales, se coloca un detector especial. En caso de que este detector muestra un resultado determinado, nace un "gato" en la segunda salida cuya energía es más del doble que la inicial ".

[Fuente de imagen: Centro cuántico ruso]

A partir del experimento del grupo, se generaron varios miles de gatos de Schrodinger y el número promedio de fotones aumentó de 1.3 a 3.4. Al iterar el proceso experimental, en cuantas veces sea posible, se puede revelar si el mundo cuántico tiene un límite y Demid Sychev, primer autor del estudio, expresa este gran potencial del experimento.

"Es importante que el procedimiento se pueda repetir: los nuevos" gatos "pueden, a su vez, superponerse en un divisor de haz, produciendo uno con una energía aún más alta, y así sucesivamente. Por lo tanto, es posible ampliar los límites de lo cuántico mundo paso a paso, y eventualmente entender si tiene un límite ".

El grupo busca utilizar los gatos de Schrödinger macroscópicos para tecnologías de comunicación cuántica y también para computación cuántica.

Su artículo sobre este estudio se publica en Nature Photonics.

Vía Centro cuántico ruso

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