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1 de Septiembre de 2018
Física

Cruzar la frontera cuántica

La mecánica cuántica describe un universo extraño y probabilístico que no parece corresponderse con nuestra realidad macroscópica. Nuevos experimentos investigan dónde —y por qué— se pasa de un dominio al otro.

MARIA CORTE

En síntesis

Los mundos micro- y macroscópico no encajan a la perfección: la naturaleza probabilística de la mecánica cuántica impera en el primero, mientras que el segundo parece observar reglas clásicas y deterministas.

¿Dónde acaba un dominio y comienza el otro? Durante largo tiempo, los físicos han carecido de los medios técnicos para abordar esta pregunta. Ahora, una nueva generación de experimentos intentará responderla.

Entre otras posibilidades, varias propuestas han intentado modificar la mecánica cuántica para postular un «colapso objetivo» de la función de onda. De ser cierto, dicho fenómeno físico podría tener efectos medibles.

La mayoría de las creaciones de Simon Gröblacher son invisibles al ojo humano. Uno de sus dispositivos mecánicos, fabricado en su laboratorio de la Universidad Técnica de Delft, apenas mide unas millonésimas de metro de largo (no mucho más que una bacteria) y 250 nanómetros de ancho (unas mil veces más delgado que una hoja de papel). Gröblacher podría encoger aún más sus diseños, pero su objetivo es justamente el contrario: aumentar su tamaño. «Lo que estamos tratando de hacer es fabricar cosas muy, muy grandes», explica. Para Gröblacher, «muy, muy grande» significa algo que pueda verse sin la ayuda de un microscopio, «con un tamaño de un milímetro por un milímetro».

Al llegar a esa escala tan «descomunal», Gröblacher espera abordar una pregunta extraordinaria: ¿puede un objeto macroscópico encontrarse en dos lugares a la vez? ¿Podría algo del tamaño de, pongamos, una cabeza de alfiler existir aquí y allá al mismo tiempo? Esa situación aparentemente imposible constituye la norma para átomos, fotones y demás partículas microscópicas. De acuerdo con las extrañas leyes de la mecánica cuántica, la realidad desafía nuestras suposiciones lógicas. Las partículas no tienen posiciones, energías ni otras propiedades bien definidas... por lo menos mientras nadie las mire. Antes bien, pueden existir en varios estados de manera simultánea.

Sin embargo, por alguna razón que los físicos no acaban de entender, la realidad que percibimos con nuestros sentidos es muy diferente. Nuestro mundo macroscópico parece ser claramente no cuántico. Los objetos de gran tamaño (cualquier cosa con las dimensiones de un virus o mayor) siempre se manifiestan en un solo lugar: hay un único Gröblacher en su laboratorio de Delft hablando con un único periodista. Y eso encierra un misterio: si todo se basa en un borrón cuántico de materia y energía, ¿por qué no experimentamos esa rareza? ¿Dónde termina el mundo cuántico y dónde comienza el universo clásico de la física newtoniana? ¿Existe una división en la realidad, una escala a partir de la cual los efectos cuánticos simplemente dejan de existir? ¿O la mecánica cuántica gobierna todo, pero, por algún motivo, no somos capaces de verlo?

«Sabemos que el micromundo es cuántico, y sabemos, de un modo u otro, que nosotros somos clásicos, signifique eso lo que signifique», afirma Angelo Bassi, físico teórico de la Universidad de Trieste. «Ignoramos la verdadera naturaleza de la materia entre lo micro y lo macro.» Esa tierra de nadie ha desconcertado a los físicos desde el nacimiento de la teoría cuántica, hace ya un siglo. Pero, en los últimos años, Gröblacher y otros investigadores han comenzado a llevar a cabo pequeños experimentos que, con una sensibilidad exquisita, podrían revelar cómo tiene lugar esa transición de lo cuántico a lo cotidiano. Nadie sabe todavía si esos esfuerzos resolverán los misterios de la teoría cuántica o los aumentarán. Pero, al explorar los indómitos aledaños de la frontera cuántica, los físicos tendrán la oportunidad de descubrir un nuevo dominio de la realidad.

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