¿Por qué no podemos estar en dos lugares al mismo tiempo? La respuesta simple es que es porque los objetos grandes no parecen estar sujetos a las mismas leyes de la mecánica cuántica extravagantes que regulan a las partículas subatómicas. Pero ¿por qué no?, y ¿cuán grande deber ser algo para que la física cuántica ya no se aplique? Unas ondulaciones del espacio-tiempo podrían ser la respuesta
La ubicación de la frontera entre el mundo clásico y el cuántico es un misterio de larga data. Una idea es que todo comienza como un sistema cuántico, existiendo en una superposición de estados. Esto hace que un objeto sea capaz de, por ejemplo, estar en muchos lugares a la vez. Pero cuando este sistema interactúa con su ambiente, se derrumba a un estado clásico único, un fenómeno al que se le llama decoherencia cuántica.
Brahim Lamine, de la Universidad Pierre y Marie Curie en París, Francia, y sus colegas, dicen que las ondas gravitatorias pueden ser responsables de esto. Estas ondas en el tejido del universo fueron generadas por su rápida expansión, poco después del Big Bang, y también a causa de violentos acontecimientos astrofísicos como la colisión de agujeros negros. Como consecuencia, el espacio-tiempo está impregnado de un fondo de ondas de muy baja amplitud. Las ondas gravitatorias pueden ser responsables del colapso de la ambigüedad en un estado cuántico único clásico
Lamine y sus colegas calcularon cómo este espacio-tiempo fluctuante podría contribuir a la decoherencia cuántica. Encontraron que para sistemas con una masa muy grande, como la Luna, la decoherencia inducida por las ondas gravitacionales habría causado que cualquier superposición cuántica se disipara de inmediato. En el otro extremo de la escala, las ondas de ese tipo tendrían un efecto insignificante en los fotones sin masa.
Para probar si las ondas gravitacionales, de hecho, son la causa de la decoherencia que se ve en los objetos de gran tamaño, los investigadores sugieren utilizar un dispositivo al que se le llama interferómetro de onda-materia, en el que se hacen pasar moléculas por varias rejas. La naturaleza ondulatoria de las moléculas causa una difracción, y las ondas de difracción interactúan para dar lugar a un patrón de interferencia. La decoherencia cuántica destruye este patrón, por lo que, en principio, esto podría proporcionar una prueba de si el efecto decohesionador de las fluctuaciones espacio-tiempo de fondo encaja con las predicciones. Este sistema tendría que estar completamente aislado, para descartar otros efectos.
Esto es, sin embargo, imposible en la práctica, por lo menos con los interferómetros actuales. Los experimentos que hicieron por primera vez Anton Zeilinger, Markus Arndt y sus colegas de la Universidad de Viena, Austria, lograron generar interferencias con haces de buckyballs de 60 átomos de carbono, pero incluso con las moléculas de este tamaño el efecto de las ondas gravitacionales es demasiado pequeño como para ser observado.
Según Lamine, quien presentó su trabajo el mes pasado en la reunión Gravitation and Fundamental Physics in Space en Les Houches, en los Alpes franceses, el efecto debe ser medible en sistemas más grandes a alta energía. Haces supersónicos de aproximadamente 3.000 átomos de carbono lograrían el truco si se los hace interferir en un área efectiva de alrededor de 1 metro cuadrado. Esto está mucho más allá del alcance de cualquier tecnología inmediata.
Algunas teorías especulativas predicen, sin embargo, que la decoherencia cuántica se produce en una escala menor de energía que la sugerida por Lamine. Si es así, esto podría estar al alcance de la experimentación. «Por eso nuestros experimentos están presionando el límite de masa de la interferencia, paso a paso», afirma Arndt.
Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti