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Un experimento mental podría ayudar a comprender algunos vacíos de la física cuántica

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El reciente estudio demostró que el comportamiento cuántico podría originarse en las gotas de un líquido, en este caso, de aceite.
Un experimento mental podría ayudar a comprender algunos vacíos de la física cuántica

El Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) informó este martes que dos científicos descubrieron que la interacción de una gota de aceite con sus propias ondas presentó un comportamiento similar a la dualidad onda-partícula de un fotón, luego de recrear un conocido experimento mental planteado hace 30 años.

La complejidad de la mecánica cuántica ha contribuido a la posibilidad de interpretar como surge un fenómeno desde múltiples perspectivas reales. En un intento de explicar esta rama de la física contemporánea, que se dedica al estudio de objetos y fuerzas a muy pequeña escala espacial, el físico francés Louis de Broglie propuso en 1927 la teoría de la onda piloto.

Esta sugiere que el comportamiento cuántico de una partícula no está determinado por una onda estadística intangible de posibles estados, sino por una onda física 'piloto' creada por esta, la cual le sirve de guía para moverse de manera continua a través del espacio. Este concepto permaneció descartado por la comunidad científica hasta 2005, cuando el físico francés Yves Couder observó que las ondas cuánticas propuestas por Broglie podrían replicarse y analizarse en un experimento basado en fluidos.

Las gotas pueden tener comportamiento cuántico

En un estudio recientemente publicado en la revista Physical Review A, se reportaron los resultados obtenidos de un experimento que se realizó con el propósito de demostrar si el comportamiento cuántico podría originarse en las gotas de un líquido. "Resulta que este experimento hidrodinámico de onda piloto exhibe muchas características de los sistemas cuánticos que antes se pensaba que eran imposibles de entender desde una perspectiva clásica", señaló el científico John Bush.

De acuerdo con los responsables de la investigación, para determinar si las gotas presentaban comportamiento cuántico, se decidió emular el 'probador de bombas cuánticas' formulado en 1993 por los físicos Avshalom Elitzur y Lev Vaidman. Este experimento mental propone que una partícula cuántica, como un fotón, podría detectar si las bombas activadas por esta son funcionales, sin detonar todas las bombas de prueba. Esto se puede lograr gracias a la propiedad denominada como 'dualidad onda-partícula'.

Los especialistas sumergieron en un baño de aceite de silicona una estructura similar al corredor en forma de rombo del experimento mental. Posteriormente, agregaron pequeñas gotas de aceite en el baño y observaron si estas se movían por el corredor. Finalmente, añadieron una estructura romboide con el fin de imitar un objeto parecido a una bomba, analizando si la gota y sus patrones de onda tenían algún cambio.

Se descubrió que la gota de aceite se comportaba exactamente de la misma manera que se estimó para un fotón. Los científicos explicaron que el 25 % de las veces una gota rebotaba en el corredor sin la bomba, mientras que sus ondas pilotos interactuaban con la estructura de la bomba, como si estas empujaran la gota lejos de la bomba.

"Aquí tenemos un sistema clásico que proporciona las mismas estadísticas que surgen en la prueba de la bomba cuántica, que se considera una de las maravillas del mundo cuántico", subrayó Bush, quien enfatizó que se halló "que, al fin y al cabo, el fenómeno no es tan maravilloso". Sin embargo, comentó que este experimento "es otro ejemplo de comportamiento cuántico que puede entenderse desde una perspectiva realista local". Por último, se destacó que los resultados de la prueba pueden desmitificar la mecánica cuántica y cerrar la brecha entre el mundo observable y el reino cuántico.

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