24/Oct/08

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¿Puede haber un "Darwinismo cuántico"?

¿Sabía que había algo como el "Darwinismo cuántico"? Efectivamente, lo hay, y postula la teoría de que los estados cuánticos mecánicos se seleccionan y reproducen

Ahora hay una prueba teórica de que los estados estables y mensurables se extienden sobre dos puntos cuánticos y crean vástagos, dicen los investigadores del instituto de física en la Universidad de Leoben, junto con colegas de la Universidad Estatal de Arizona. Esto respalda la noción de lo que se conoce como Darwinismo Cuántico, el cual hace responsables a la selección y la reproducción de los estados cuánticos mecánicos por la manera en que nuestra realidad es percibida.

Los puntos cuánticos son estructuras nanoscópicas tan pequeñas que están sujetas a leyes de la física cuántica. Esto significa, entre otras cosas, que los electrones en los puntos cuánticos asumen estados con específicos valores de energía. Si estos estados de los electrones son medidos, interactúan con el entorno. Como resultado de esta interacción, algunos estados de los electrones se mezclan unos con otros o con los del entorno, y se vuelven muy indefinidos. Algunos de los estados originales, sin embargo, son robustos y conservan sus valores de energía. Éstos son conocidos como "estados punteros" y, hasta ahora, sólo se podía probar que existían para puntos cuánticos únicos.

Relaciones estables

El equipo del instituto de física de la Universidad de Leoben y de la Universidad Estatal de Arizona dice que ha logrado demostrar la existencia de nuevas clases de estados punteros en puntos cuánticos acoplados sobre una estructura en capas de un semiconductor, hecha de arseniuro de aluminio y arseniuro de galio. "Hemos llamado a estos estados punteros de dos puntos cuánticos acoplados como "estados punteros bipartitos". Son un descubrimiento excitante porque se extienden sobre más de dos puntos cuánticos y representan un análogo de las moléculas. Su interacción con el entorno significa que valores tales como la resistencia eléctrica puede ser medidos", explica el Dr. Roland Brunner, miembro del equipo del profesor Friedemar Kuchar.

Crear vástagos

El equipo también consiguió encontrar señales claras de Darwinismo Cuántico, o sea la noción de que durante la interacción con el entorno sólo los estados "más fuertes" -los estados punteros- permanecen estables y pueden crear vástagos. Para proporcionar una prueba de esta idea, el grupo que trabajaba con Brunner y Kuchar calculó las densidades de probabilidad de los electrones en el sistema para varios puntos cuánticos en serie. Ese sistema corresponde a una onda-guía para electrones donde la corriente eléctrica es determinada por las ondas de electrones transmitidas. Al calcular la densidad de probabilidad de electrones para la energía del estado puntero bipartito se demostró que el patrón tridimensional para esta densidad de probabilidad era idéntico para muchas ondas diferentes de electrones. En otras palabras, los vástagos del estado puntero bipartito están presentes. Este resultado es internacionalmente aceptado como prueba de que el Darwinismo Cuántico en realidad existe.

Aunque los puntos cuánticos fueron investigados sobre una base puramente teórica en este proyecto FWF, tienen beneficios prácticos positivos. Una publicación anterior ya ha creado un vínculo a un parámetro medido: la resistencia eléctrica. Además, los puntos cuánticos pueden constituir la base por excelencia para futuros componentes cuánticos de la tecnología de información, como las computadoras cuánticas. Estas computadoras podrían usar la robustez de los estados punteros bipartitos para describir algo más que sólo los estados "0" o "1" de la lógica binaria que representa el espectro de rendimiento de las computadoras convencionales.

Sin embargo, un factor crítico para el desarrollo de las computadoras cuánticas es el medio para medir los estados, es decir, la interfaz con el mundo "clásico" exterior. Sólo si varias mediciones graban el mismo estado, una medición o resultado puede ser considerado objetivo. Para conseguirlo, sin embargo, ese estado debe crear vástagos como postula el Darwinismo Cuántico. Una confirmación adicional de la creación de esos vástagos fue proporcionada por este proyecto.

Estos resultados de un proyecto de Austrian Science Fund FWF fueron publicados recientemente en las Physical Review Letters y los investigadores dicen que jugará un rol en el futuro desarrollo de la tecnología cuántica de información.

Fuente: Scientific Blogging. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard