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Paradoja de la física única observada por primera vez en un sistema de muchas partículas

Paradoja de la física única observada por primera vez en un sistema de muchas partículas



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Los investigadores están tratando de seguir investigando una de las propiedades más interesantes de la física: el entrelazamiento cuántico. Sólo un puñado de investigadores ha logrado comprender mejor la "acción espeluznante" que fascinó a Einstein.

Uno de esos equipos incluye físicos de la Universidad de Basilea. Los físicos observaron recientemente una paradoja de la mecánica cuántica de Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) en un sistema de varios cientos de átomos que interactúan por primera vez.

En 1935, Albert Einstein, Boris Podolsky y Nathan Rosen publicaron un artículo colaborativo que mostraba que era posible predecir las mediciones de las posiciones y los momentos de las partículas en situaciones particulares.

Para este experimento en particular, los físicos dirigidos por el profesor Philipp Treutlein del Departamento de Física de la Universidad de Basilea observaron la paradoja EPR de varios cientos de átomos que interactúan por primera vez. El equipo usó láseres para enfriar los átomos a unas mil millonésimas de grado por encima del cero absoluto. Necesitaban enfriar las temperaturas tan bajas para alcanzar el condensado de Bose-Einstein. Este estado único de la materia predicho por Einstein en un artículo de 1925 sigue siendo uno de los elementos físicos más fascinantes para explorar nuevos conceptos.

Una vez que se alcanzó el condensado de Bose-Einstein, los investigadores tomaron medidas de los espines de los átomos en partes separadas del condensado. Luego utilizaron imágenes de alta resolución para medir las correlaciones de espín entre regiones. Hicieron esto mientras localizaban simultáneamente los átomos en posiciones definidas.

"Ver estos fenómenos a escalas macroscópicas en sistemas de muchas partículas es un paso importante en este marco, en un campo que intenta controlar el comportamiento cuántico en escalas más grandes y usarlos en tecnología y eventualmente en objetos cotidianos", Treutlein, quien también se desempeñó como uno de los los autores de los artículos de la universidad suiza, dijeron a Gizmodo.

Otros trabajos recientes también exploraron el fenómeno ERP. Otro equipo de investigación utilizó átomos de rubidio en uno de los dos estados cuánticos divididos en dos nubes.

"Los tres artículos utilizaron sistemas de diferentes tamaños, demostraron diferentes tipos de entrelazamientos y utilizaron diferentes técnicas de detección de entrelazados", dijo Daniel Cavalcanti del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona, ​​España, en una entrevista con Gizmodo. "Creo que esto podría abre una variedad de nuevos experimentos que explotan estos sistemas para aplicaciones en información cuántica y detección, así como para preguntas más fundamentales ".

Esas preguntas podrían incluir cosas como dónde las cosas dejan de comportarse de manera clásica y comienzan a comportarse cuánticamente, por ejemplo.

"Los resultados de las mediciones en las dos regiones estaban tan fuertemente correlacionados que nos permitieron demostrar la paradoja de la EPR", dijo el estudiante de doctorado Matteo Fadel, autor principal del estudio. "Es fascinante observar un fenómeno tan fundamental de la física cuántica en sistemas cada vez más grandes. Al mismo tiempo, nuestros experimentos establecen un vínculo entre dos de las obras más importantes de Einstein".

Si bien la investigación tiene a los físicos de todo el mundo entusiasmados por los resultados innovadores, las aplicaciones de sus hallazgos no están tan desarrolladas.


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