Los átomos cuánticos que se congelan al ser observados

La popular paradoja del gato de Schrödinger enuncia que un gato cuántico encerrado en una caja se encuentra vivo y muerto al mismo tiempo hasta que alguien abre la caja, momento en que sucede una u otra cosa, así de rara es la mecánica cuántica. Pero si un simple acto de observación resulta determinante para el resultado de un experimento, ¿qué sucedería si nunca dejáramos de mirar? La respuesta, por muy loca que parezca, es que el tiempo se detiene.

Así lo concluyó un nuevo estudio ejecutado por un grupo de físicos de la Universidad de Cornell, en los Estados Unidos. Idearon un experimento destinado a comprobar que intentar una serie de mediciones rápidas de átomos – lo que equivaldría a observar el sistema sin pestañear – esencialmente resulta en el congelamiento del sistema en el lugar. Un concepto parecido al de los ángeles llorosos de la serie de televisión Doctor Who, donde aquellas atemorizantes estatuas se encontraban “cuánticamente bloqueadas”, siendo libres de moverse siempre y cuando no las estuvieran observando directamente, o como los fantasmas Boo que aparecieron en Super Mario Bros 3.

Zenón de Elea era un antiguo filósofo griego al que le encantaba jugar con las suposiciones de las personas y entre sus paradojas es posible encontrar una que se parece bastante a lo que descubrieron en este experimento. Funciona así: para que una de las estatuas ya mencionadas se traslade de un punto a otro, primero debe recorrer la mitad de la distancia hasta dicho punto. Pero, para alcanzar esa mitad, primero debe recorrer la mitad de dicha mitad, y a continuación la mitad de la distancia para esa otra mitad, y así sucesivamente, ad infinitum. Zenón dedujo que esto “demostraba” que el ángel nunca podría trasladarse el punto A al punto B y, en consecuencia, el movimiento era irrealizable.

Pero en un mundo subatómico, donde la mecánica cuántica gobierna como dictador, algo muy parecido a la paradoja de Zenón realmente tiene lugar. Si dividimos el tiempo en trozos lo suficientemente pequeños, todo realmente se congela en un punto. Esto se conoce como “efecto Zenón cuántico”.

En la teoría de Schrödinger, lo importante es el deterioro de los átomos radiactivos, toda vez que esto conduce al envenenamiento – o no – del animal. Aquí existen dos estados plausibles: 1 (los átomos no se deterioran) y 2 (los átomos se deterioran). Si nunca mirásemos dentro de la caja, a medida que el tiempo avanza, surge una superposición de los estados 1 y 2. Y solo cuando miramos dentro de esta extraña superposición se encuentra 1 o 2.

En la década del 70 los físicos llegaron a sugerir que si se hacían mediciones en intervalos tan cortos que prácticamente se consideran una medición continua (en palabras simples, si no se dejara de ver continuamente a la caja) no habría tal deterioro, pues el sistema no tiene tiempo para evolucionar a una superposición. En lugar de esto, se mantiene colapsando de regreso a su estado inicial. Es decir, si observamos continuamente una olla cuántica, esta nunca hierve, de la misma forma que los Boo en Super Mario.

Y no solo se trata de teorías. El experimento conducido en Cornell no es más que uno de los últimos de una serie que confirma que el efecto Zenón cuántico realmente tiene lugar. Aunque también existe un efecto anti-Zenón cuántico, en el que observar continuamente una olla cuántica hace que hierva más rápido. Esta teoría también se confirmó en el campo experimental.

El equipo en Cornell empleó láseres para interceptar un gas de rubidio refrigerado a temperaturas extremadamente bajas. Gracias a las peculiaridades de la mecánica cuántica, cada cierto tiempo un átomo lograba escapar por un túnel fuera de la trampa. Pero cuando electrocutaron repetidamente los átomos con pulsos láser en intervalos cada vez más cortos – el equivalente a mirar la caja de Schroedinger una y otra vez –, descubrieron que esto hacía más difícil que los átomos atrapados salieran por el túnel. Cuando los intervalos se hicieron lo suficientemente cortos, simplemente los átomos se congelaron en el lugar. Vía gizmodo