El descubrimiento del año: La primera máquina cuántica

El descubrimiento del año: La primera máquina cuántica

Hasta este año, todos los objetos hechos por el hombre se han movido de acuerdo con las leyes de la mecánica clásica. Pero en marzo, un grupo de investigadores diseñó un aparato que se mueve de maneras que sólo pueden ser descritas como mecánica cuántica – la serie de reglas que gobierna el comportamiento de cosas diminutas como moléculas, átomos y partículas subatómicas.

Los físicos Andrew Cleland y John Martinis de la Universidad de California en Santa Bárbara, Estados Unidos, y sus colegas diseñaron la máquina – una diminuta paleta metálica de semiconductor, visible a plena vista – y la hicieron bailar con un ritmo cuántico. Primero, enfriaron la paleta hasta que alcanzó su “estado fundamental”, o el estado energético más bajo permitido por las leyes de la mecánica cuántica (una meta perseguida desde hace tiempo por los físicos). Luego, ellos elevaron la energía de la pequeña aplicación por un solo quántum para producir un estado de movimiento puramente cuántico-mecánico. Ellos inclusive lograron poner el aparato en ambos estados al mismo tiempo, por lo que literalmente vibró un poquito y mucho al mismo tiempo—un fenómeno rarísimo permitido por las extrañas reglas de la mecánica cuántica.

“El Descubrimiento del Año de 2010 representa la primera vez que los científicos han demostrado efectos cuánticos en el movimiento de un objeto hecho por el hombre, dijo Adrian Cho, reportero de Science. “A nivel conceptual es estupendo porque extiende la mecánica cuántica a todo un nuevo mundo. A nivel práctico, abre una variedad de posibilidades que van desde nuevos experimentos que unen el control cuántico sobre la luz, corrientes eléctricas y movimiento, hasta, quizá algún día, pruebas de los límites de la cuántica mecánica y nuestro sentido de la realidad”.

La máquina cuántica comprueba que los principios de la mecánica cuántica pueden aplicarse al movimiento de objetos macroscópicos, así como partículas atómicas y subatómicas. Provee el primer paso clave hacia obtener control completo sobre las vibraciones de un objeto a nivel cuántico. Dicho control sobre el movimiento de un aparato creado por ingeniería, debería permitir a científicos manipular esos minúsculos movimientos, en mucho tal y como actualmente controlan corrientes eléctricas y partículas de luz. A cambio, esa capacidad podría conllevar a nuevos artefactos para controlar los estados cuánticos de la luz, los detectores ultra-sensibles de fuerza y, finalmente, investigaciones de los límites de la mecánica cuántica y nuestro sentido de la realidad. (Esta grandiosa última meta podría ser lograda mediante intentar poner un objeto macroscópico en un estado en el que está literalmente en dos lugares ligeramente distintos al mismo tiempo – un experimento que podría revelar precisamente

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