El entrelazamiento cuántico es la unión de dos partículas u objetos, aunque pueden estar muy separados: sus propiedades respectivas están vinculadas de una manera que no es posible según las reglas de la física clásica.
Es un fenómeno extraño que Einstein describió como “acción espeluznante a distancia“, pero su rareza es lo que lo hace tan fascinante para los científicos. En nueva investigación, entrelazamiento cuántico ha sido observado y registrado directamente a escala macroscópica, una escala mucho más grande que las partículas subatómicas normalmente asociadas con entrelazamiento.
Las dimensiones involucradas son todavía muy pequeñas desde nuestra perspectiva, estos experimentos involucraron dos pequeños tambores de aluminio de una quinta parte del ancho de un cabello humano, pero en el ámbito de la física cuántica son absolutamente enormes.
Los tambores mecánicos macroscópicos. (J. Teufel / NIST)
“Si analizas los datos de p osición e impulso de los dos tambores de forma independiente, cada uno de ellos simplemente se ve atractivo”. dice el físico John Teufel
“Pero mirándolos juntos, podemos ver que lo que parece un movimiento aleatorio de un tambor está altamente correlacionado con el otro, de una manera que solo es posible a través del entrelazamiento cuántico”.
Si bien no hay nada que diga que el entrelazamiento cuántico no puede suceder con objetos macroscópicos, antes se pensaba que los efectos no se notaban a escalas más grandes, o tal vez que la escala macroscópica se regía por otro conjunto de reglas.
Esta nueva investigación sugiere que ese no es el caso. De hecho, aquí también se aplican las mismas reglas cuánticas, y en realidad también se pueden ver. Los investigadores hicieron vibrar las diminutas membranas del tambor utilizando fotones de microondas y las mantuvieron en un estado sincronizado en términos de su posición y velocidades.
Para evitar la interferencia exterior, un problema común con los estados cuánticos, los tambores se enfriaron, se enredaron y se midieron en etapas separadas mientras estaban dentro de un recinto refrigerado criogénicamente. Los estados de los tambores se codifican en un campo de microondas reflejado que funciona de manera similar al radar.
Estudios anteriores también han informado sobre el entrelazamiento cuántico macroscópico, pero la nueva investigación va más allá: todas las mediciones necesarias se registraron en lugar de inferirse, y el entrelazamiento se generó de una manera determinista y no aleatoria.
en un series de experimentos relacionados pero separados, los investigadores que también trabajan con tambores macroscópicos (u osciladores) en un estado de entrelazamiento cuántico han demostrado cómo es posible medir la posición y el momento de los dos parches al mismo tiempo.
“En nuestro trabajo, los parches exhiben un movimiento cuántico colectivo”, dice la física Laure Mercier de Lepinay, de la Universidad Aalto en Finlandia. “Los tambores vibran en una fase opuesta entre sí, de manera que cuando uno de ellos está en una posición final del ciclo de vibración, el otro está en la posición opuesta al mismo tiempo”.
“En esta situación, la incertidumbre cuántica del movimiento de los tambores se cancela si los dos tambores se tratan como una entidad mecánica cuántica”.
Lo que hace que este titular sea noticia es que se difunde Principio de incertidumbre de Heisenberg – la idea de que la posición y el impulso no se pueden medir perfectamente al mismo tiempo. El principio establece que registrar cualquiera de las mediciones interferirá con la otra a través de un proceso llamado acción de espalda cuántica.
Además de respaldar el otro estudio para demostrar el entrelazamiento cuántico macroscópico, esta pieza de investigación en particular utiliza ese entrelazamiento para evitar la acción de retroceso cuántico, esencialmente investigando la línea entre la física clásica (donde se aplica el principio de incertidumbre) y la física cuántica (donde ahora no se aplica). no parece).
Una de las posibles aplicaciones futuras de ambos conjuntos de hallazgos es en las redes cuánticas: poder manipular y entrelazar objetos a escala macroscópica para que puedan alimentar las redes de comunicación de próxima generación.
“Aparte de las aplicaciones prácticas, estos experimentos abordan hasta qué punto en el ámbito macroscópico los experimentos pueden impulsar la observación de fenómenos claramente cuánticos”, escriben los físicos Hoi-Kwan Lau y Aashish Clerk, que no participaron en los estudios, en un comentario sobre la nueva investigación.
Ambos primero y el segundo estudio han sido publicados en Ciencias.
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