Muerto O Vivo, El Gato De Schrödinger Puede Estar En 2 Cajas A La Vez

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Un nuevo estudio con partículas de luz muestra que el gato de schrodinger puede estar vivo y muerto y en dos lugares a la vez, según muestra una investigación reciente.

Las partículas de luz de comportamiento extraño muestran que el famoso experimento mental del gato de Schrödinger, destinado a revelar la naturaleza extraña de las partículas subatómicas, puede volverse aún más extraño de lo que pensaban los físicos.

No solo puede el gato cuántico estar vivo y muerto al mismo tiempo, sino que también puede estar en dos lugares a la vez, según muestra una investigación reciente.

"Estamos mostrando una analogía con el gato de Schrödinger que está hecho de un campo electromagnético que está confinado en dos cavidades", dijo el autor principal del estudio, Chen Wang, físico de la Universidad de Yale. "Lo interesante aquí es que el gato está en dos cajas a la vez". [¿Que es eso? Respuestas a tus preguntas de física]

Los hallazgos podrían tener implicaciones para resolver problemas matemáticos que no pueden resolverse mediante el uso de la computación cuántica, que se basa en la capacidad de las partículas subatómicas para estar en varios estados a la vez, dijo Wang.

Experimento gato

La famosa paradoja fue presentada por el físico Erwin Schrödinger en 1935 para dilucidar la noción de superposición cuántica, el fenómeno por el cual pequeñas partículas subatómicas pueden estar en múltiples estados a la vez.

En la paradoja, un gato está atrapado en una caja con un átomo radioactivo mortal. Si el átomo radiactivo se descompone, el gato está perdido, pero si aún no se ha descompuesto, el gato todavía está vivo. Debido a que, según la interpretación dominante de la mecánica cuántica, las partículas pueden existir en múltiples estados hasta que se miden, la lógica dictaba que el gato estaría vivo y muerto al mismo tiempo hasta que se midiera el átomo radioactivo.

Gato en dos cajas

La configuración para el nuevo estudio fue engañosamente simple: el equipo creó dos cavidades de aluminio de aproximadamente 1 pulgada (2,5 centímetros) de ancho y luego usó un chip de zafiro para producir una onda de luz en esas cavidades. Usaron un elemento electrónico especial, llamado Josephson Junction, para superponer una onda estacionaria de dos longitudes de onda de luz separadas en cada cavidad. El resultado final fue que el gato, o el grupo de unos 80 fotones en las cavidades, estaba oscilando en dos longitudes de onda diferentes a la vez, en dos lugares diferentes. Averiguar si el gato está vivo o muerto, por así decirlo, requiere abrir ambas cajas.

El famoso gato de Schrodinger puede estar en dos cajas a la vez, mientras está vivo y muerto al mismo tiempo. Este gato solo se puede observar en su totalidad abriendo ambas cajas, pero no una de las cajas.

El famoso gato de Schrodinger puede estar en dos cajas a la vez, mientras está vivo y muerto al mismo tiempo. Este gato solo se puede observar en su totalidad abriendo ambas cajas, pero no una de las cajas.

Crédito: Yvonne Gao, Universidad de Yale

Si bien conceptualmente era simple, la configuración física requería de aluminio ultrapuro y chips y dispositivos electromagnéticos altamente precisos para garantizar que los fotones estuvieran tan aislados del ambiente como fuera posible, dijo Wang.

Esto se debe a que, a gran escala, la superposición cuántica tiende a desaparecer casi instantáneamente, tan pronto como estas partículas subatómicas superpuestas cuyos destinos están relacionados interactúan con el entorno. La mayor parte del tiempo, esta llamada decoherencia sucedería tan rápidamente que los investigadores no tendrían tiempo para observar la superposición, dijo Wang. Entonces, los dispositivos que mantienen la coherencia (o mantienen las partículas en superposición) durante largos períodos de tiempo, conocido como factor de calidad, son extremadamente importantes, agregó Wang.

"La calidad de estas cosas determina que una vez que pongas una única excitación en el sistema, cuánto tiempo vivirá o desaparecerá", dijo Wang a WordsSideKick.com.

Si la excitación del sistema, la producción de la onda estacionaria electromagnética, es similar a la oscilación de un péndulo, entonces "nuestro péndulo oscila esencialmente decenas de miles de millones de veces antes de que se detenga".

Los nuevos hallazgos podrían facilitar la corrección de errores en la computación cuántica, dijo Wang. En la computación cuántica, los bits de información se codifican en los frágiles estados de superposición de las partículas, y una vez que esa superposición se pierde o se corrompe, los datos también se corrompen. Así que la mayoría de los conceptos de computación cuántica implican mucha redundancia.

"Se entiende que el 99 por ciento de los cálculos o más se harán para corregir los errores, en lugar de los cálculos en sí mismos", dijo Wang.

Wang podría decir que su sistema podría solucionar este problema codificando la redundancia en el tamaño de la cavidad en lugar de en bits separados y calculados.

"Demostrar este gato en un 'estado de dos cajas' es básicamente el primer paso en nuestra arquitectura", dijo Wang.

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Suplemento De Vídeo: El Gato de Schrödinger.




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