epelpad

No hay necesidad de matarle el gato a Schrödinger, lastima

Cómo Schrödinger podría matener su gato en la caja y verlo al mismo tiempo

Los físicos en los EE.UU. han ideado un tipo de interacción de medición con un átomo que podría conducir a nuevas formas de controlar los sistemas cuánticos. Informa Andrew Masterson.


No hay necesidad de matarle el gato a Schrödinger, lastima
Erwin Schrödinger ideó su famoso experimento mental del gato para demostrar las extrañas implicaciones de la teoría cuántica. Crédito de la imagen: Mehau Kulyk/Science Photo Library

universo
Por Andrew Masterson para Cosmos Magazine Junio 19 de 2017
Andrew Masterson es un autor y periodista con sede en Melbourne, Australia.



¡El gato de Schrödinger no necesita morir! De una manera pequeña pero significativa, la rareza cuántica se volvió aún más extraña y, como resultado, la computación cuántica puede haber dado un paso más cerca.

Un equipo liderado por Kater Murch de la Universidad de Washington en San Luis, EE.UU., ha encontrado una forma de retrasar - en teoría, indefinidamente ― la desintegración atómica radiactiva: el mecanismo por el cual la famosa mascota de Erwin Schrödinger sobrevivió o perdió cuando se observó.

Para recapitular: Schrödinger postuló un gato en una caja con algo potencialmente letal y un átomo radiactivo. La teoría cuántica sostiene que mientras el sistema no se mide ― observado, en otras palabras ― el átomo permanece en una superposición en la cual no es ni decaído ni completo, sino ambos.

Del mismo modo, el gato no está muerto ni vivo, pero ambos. Observar el sistema hace que la onda cuántica se derrumbe, resolviendo de una manera u otra. El átomo decae o no. El gato vive o muere.

El equipo de Murch, sin embargo, ha encontrado una manera en la cual el acto de la observación puede ser reconfigurado, de tal manera que restablezca el reloj para el átomo ― comenzar el sistema otra vez antes de que se resuelva. El método no está exento de riesgo: es igualmente probable que acelere el proceso, matando al gato más rápidamente de lo habitual.

La investigación se basa en algo conocido como el efecto Zeno. Esto surge cuando un sistema cuántico se observa no una vez ― lo que resulta en una tasa de letalidad para el felino del 50% ― si no muchos miles de veces cada segundo.

Tiene el nombre de un filósofo griego antiguo, cuyo propio experimento mental modeló algo ampliamente análogo. Si observas una flecha volando por el aire, razonó Zenón, en cualquier momento está inmóvil. ¿Cómo entonces puede estar simultáneamente inmóvil y en movimiento?

El mismo principio se aplica a los átomos en una superposición cuántica. Si la primera observación la encuentra en su estado no decaído, entonces las observaciones repetidas, ultra-rápidas siempre lo encontrarán en ese estado, potencialmente ad infinitum.

Por supuesto, lo contrario es igualmente posible: si la primera observación encuentra el átomo en su estado de decaimiento, también lo será cada uno posterior. Esto se conoce, con agradable lógica binaria, como el efecto anti-Zenón.

Hay, sin embargo, una advertencia importante que debe aplicarse. El efecto Zenón sólo funciona mientras la información obtenida a través del acto de observación no abandone el sistema y fluya hacia el mundo exterior. Si eso sucede, la onda cuántica seguirá colapsando, y el gato tiene una buena probabilidad de estar permanentemente fuera de su alimento.

Murch y sus colegas se propusieron resolver este problema construyendo un sistema que tomaba "cuasi-medidas": una forma de medir el estado electromagenetico de un átomo diana cada microsegundo sin permitir que la información obtenida escapara.

Este acto de medida perturbó el estado cuántico, pero, críticamente, no fue suficiente para derrumbarlo.

El equipo llevó a cabo sus experimentos utilizando un átomo artificialmente construido, conocido como qubit, inmerso en un baño de fotones. Si el baño poseía el mismo nivel de energía que el estado de transición del átomo, entonces las cuasi-medidas reducían las perspectivas de que el átomo se pudriera ― efectivamente reiniciando el reloj de desintegración cada microsegundo.

Si el nivel de energía en el baño de fotones se elevó a un nivel superior al del qubit, ocurrió lo contrario y se aceleró la desintegración.

"Observamos tanto la supresión como la aceleración de la decaimiento de los qubit, ya que se usan mediciones repetidas para modular el espectro de qubit", informa el equipo en la revista Physical Review Letters.

Los resultados fueron sorprendentes, según Murch y colegas. El efecto anti-Zeno se predijo antes de los experimentos, pero el efecto Zenón en sí no se esperaba.

"Para ser honesto, no estábamos completamente seguros de lo que encontraríamos", dice Murch.

"Pero los días de toma de datos concluyentemente mostraron que las cuasi-mediciones causaron los efectos de Zenón de la misma manera que las mediciones usuales.

"Esto significa que es realmente la perturbación de la medición y no el colapso de la función de onda que conduce a estos efectos".

La regulación de las superposiciones de qubits es un mecanismo crítico para la computación cuántica. Desarrollar maneras de usar cuasi-mediciones como herramientas para hacer esto puede ser un paso crítico a lo largo de ese camino.


Zenón de Elea (en griego clásico: Ζήνων ο Ελεάτης) fue un filósofo griego nacido en Elea, perteneciente a la escuela eleática (c. 490-430 a. C.). Fue discípulo directo de Parménides de Elea. No estableció ni conformó ninguna doctrina positiva de su propia mano. Famoso por sus intrincadas paradojas que discuten la pluralidad de entes y en algunos casos el movimiento -entre otras cosas-.
-----------------------------------------------------------------
With a little help from Google Translate for Business

0 comentarios - No hay necesidad de matarle el gato a Schrödinger, lastima