lunes, 7 de octubre de 2019

Consiguen que 2.000 átomos estén en dos lugares distintos a la vez y prueban una ley de la física cuántica

Consiguen que 2.000 átomos estén en dos lugares distintos a la vez y prueban una ley de la física cuántica
Interferencia a nivel molecular Universidad de Viena / Yaakov Fein

El experimento demuestra por primera vez uno de los postulados fundamentales de la física cuántica con un objeto tan pesado como 25.000 veces la masa de un átomo de hidrógeno. 

Científicos han conseguido que moléculas orgánicas enteras pasen por varios lugares diferentes en un mismo tiempo, obedeciendo las mismas leyes de la física cuántica que los haces de luz.

La teoría admite que cada partícula o grupo íntegro de partículas sea no solo objeto sino que también una onda. Las ondas ocupan múltiples lugares en el espacio a la vez en un fenómeno denominado superposición cuántica. Por lo tanto, cualquier fragmento de materia también puede ocupar varios lugares simultáneamente.

La ciencia iba comprobando este conocimiento durante un siglo pasando de los fotones y electrones a átomos cada vez más pesados. Un artículo publicado en la revista Nature Physics el 23 de septiembre pasado marca un hito en este camino diciendo que esta vez una molécula formada por aproximadamente 2.000 átomos ocupó dos lugares al mismo tiempo.

Los esfuerzos de un equipo internacional de físicos se enfocaron en unas gigantescas estructuras moleculares derivadas de porfirinas y enriquecidas con cadenas de otro compuesto orgánico, fluoroalquilsulfanilo. Pesaba en conjunto cada una más de 25.000 veces la masa de un mero átomo de hidrógeno.

En la Universidad de Viena diseñaron una máquina especial para disparar un haz de estas moléculas. Con el fin de percibir su interferencia instalaron una serie de rejillas y láminas con múltiples rendijas.

El 'rayo' tenía aproximadamente 2 metros de largo: lo suficiente para estimar factores como la gravedad y la rotación de la Tierra. Además, era necesario mantener las moléculas a una temperatura lo suficientemente alta para que el experimento tuviera éxito.

Las moléculas del estudio tienen longitudes de onda de hasta 53 femtómetros (milbillonésimas partes del metro), o sea cinco órdenes de magnitud menores que el diámetro de las moléculas mismas, algo que complicó la detección de su ondulación. Pero el resultado del disparo concuerda perfectamente con la teoría cuántica y "no puede explicarse de manera clásica", según los investigadores.

Los detectores del extremo más alejado del haz registraron que las moléculas ocupaban múltiples puntos en el espacio a la vez. El equipo estima que ha sido la interferencia cuántica a escala más grande jamás observada.

RT
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