Quantum Leap: Bits Of Light Teletransportados A Otro Lugar

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Los físicos han teletransportado la luz de un lugar a otro a través del dispositivo de transporte de star trek. La luz estaba en un estado especial del "gato de schrödinger" de la mecánica cuántica, y el experimento se basó en el entrelazamiento cuántico.

Parece que nuestro mundo se está acercando a "Star Trek" cada día. Los científicos anunciaron hoy (14 de abril) que han podido teletransportar fragmentos especiales de luz de un lugar a otro, a la "Beam me up, Scotty".

Si bien el avance no significa necesariamente que alguna vez podamos teletransportar a las personas, representa una física bastante ingeniosa y alucinante.

La teletransportación requiere aprovechar una peculiaridad de la física cuántica denominada enredo. Se pueden unir dos partículas para que, incluso cuando estén separadas por grandes distancias, se comuniquen instantáneamente, y lo que sucede a una afecta a la otra. (Es una situación tan extraña que Einstein lo llamó "acción espeluznante a distancia").

Para teletransportarse a la luz, los investigadores dirigidos por Noriyuki Lee de la Universidad de Tokio tuvieron que destruirla en un lugar y recrearla en otro. Esto refleja el proceso de teletransportación en "Star Trek", donde los transportistas escanean a una persona, átomo a átomo, y lo desmantelan, solo para reconstruir a la persona configurando un conjunto diferente de átomos en exactamente el mismo patrón en otro lugar.

Lee y su equipo lograron esto al vincular un paquete de luz con la mitad de un par de partículas enredadas. Luego destruyeron la luz y la partícula a la que estaba vinculada, dejando solo la partícula solitaria del par enredado. Sin embargo, la partícula restante conserva el enlace con su compañero enredado, incluida la información sobre la luz, que permitió a los investigadores reconstruir la luz en la configuración exacta en la otra ubicación.

Los científicos informaron sobre su experimento en la edición del 15 de abril de la revista Science.

El gato de Schrödinger

De hecho, esta no es la primera vez que los físicos teletransportan partículas o luz de esta manera. Lo que diferencia a la nueva investigación es que esta vez teletransportaron algo mucho más complicado. Esta luz teletransportada no era una luz cualquiera, estaba en un estado cuántico especial llamado estado de gato de Schrödinger.

El gato de Schrödinger es un experimento mental inventado por el físico austriaco Erwin Schrödinger en 1935 para describir una verdad acerca de la mecánica cuántica: que algunas propiedades de las partículas no se deciden hasta que un extraño las obliga a elegir midiéndolas.

Schrödinger imaginó un gato dentro de una caja que contenía una pequeña cantidad de una sustancia radiactiva. Dentro de una hora, habría un 50 por ciento de probabilidad de que la sustancia se descomponga, liberando veneno en la caja, y un 50 por ciento de probabilidad de que la sustancia no se descomponga y no se libere veneno.

De acuerdo con las reglas de la mecánica cuántica, el gato no está vivo ni muerto hasta que se abre la caja y un observador externo "mide" la situación. Mientras la caja permanece cerrada, todo el sistema se suspende en un estado de incertidumbre donde el gato está vivo y muerto.

Schrödinger pretendía que la historia pareciera un poco ridícula: la usaba para resaltar lo extravagantes que serían las ideas de la mecánica cuántica si se extendieran más allá de las partículas al mundo macro de los objetos cotidianos.

No obstante, la situación extraña sigue siendo una parte fundamental de la teoría de la mecánica cuántica, y los experimentos verifican que las partículas realmente parecen existir en estos estados suspendidos de múltiples posibilidades hasta que son forzadas a una situación u otra mediante mediciones.

Teletransportando al gato

Los físicos utilizaron esta compleja configuración de laboratorio para teletransportar paquetes cuánticos de luz de un lugar a otro.

Los físicos utilizaron esta compleja configuración de laboratorio para teletransportar paquetes cuánticos de luz de un lugar a otro.

Crédito: Ciencia / AAAS

Al igual que un gato que está vivo y muerto, la luz puede estar en el estado de un gato de Schrödinger al tener dos fases opuestas al mismo tiempo. La fase de una onda de luz es similar a si una cuerda para saltar está hacia arriba o hacia abajo en cierta posición. Hasta que no se tome una medición directa, esta luz se verá obligada a elegir entre estas dos condiciones contradictorias.

Esta luz se encuentra en una disposición particular de mecánica cuántica que no podría describirse con la física clásica utilizada para comprender el mundo macro más grande, incluidas las ondas de luz básicas.

"No se puede presentar clásicamente, sería una oscilación tanto hacia arriba como hacia abajo, lo que no tiene sentido", dijo el físico Philippe Grangier, del Institut d'Optique de Francia, que no participó en la nueva investigación, pero que escribió un acompañamiento. Ensayo sobre el hallazgo en el mismo número de Science.

Grangier dijo que el experimento fue un avance en la capacidad de los físicos para hacer complicados los estados del gato de Schrödinger en la luz y para teletransportar objetos. Sin embargo, todavía hay un largo camino por recorrer antes de que algo más complicado pueda ser teletransportado.

"Actualmente no hay una forma de teletransportarse, incluso una bacteria", dijo Grangier a WordsSideKick.com. "Para un gato real, no creo que esto sea posible en ningún futuro posible".

No obstante, el nuevo avance podría ayudar a los físicos a trabajar con computadoras cuánticas ultrarrápidas y otras aplicaciones que provienen de la capacidad de manipular las cosas en la escala cuántica.

"Realmente estamos aprendiendo cómo administrar el mundo cuántico", dijo Grangier. "Y este es un proceso largo y doloroso, especialmente para experimentadores como yo. Todas estas cosas, solo hace unos años, eran solo ideas. Ahora se están convirtiendo en realidades experimentales".

Puede seguir a la escritora senior de WordsSideKick.com, Clara Moskowitz en Twitter @ClaraMoskowitz.


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