Un experimento cuántico realizado por científicos de la Universidad Nacional de Australia confirma la conocida teoría de que la realidad no existe hasta que un observador externo la mide.
Al menos esto es cierto para objetos de muy pequeña escala.
Los resultados del experimento se publicaron en la publicación autorizada Nature Physics.
Los investigadores han intentado replicar un famoso experimento que subyace a la muy extraña predicción de la física cuántica sobre la naturaleza de la realidad. Según esta predicción, no hay realidad hasta que la medimos, al menos en una escala muy pequeña.
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Para un hombre común en la calle, esta tesis evoca un sentimiento de "delirio persistente", e incluso con la teoría general de la relatividad de Einstein, muchos fundamentos de la teoría cuántica aún no se han reconciliado.
Sin embargo, esto no impide que los físicos experimenten activamente en esta área, y las computadoras cuánticas en funcionamiento no han sorprendido a nadie durante mucho tiempo.
La realidad no existe
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Los investigadores se hicieron una pregunta simple a primera vista. Si estamos hablando de un objeto que puede comportarse como una partícula o como una onda, entonces ¿en qué momento el objeto “decide” cómo comportarse?
Según la lógica general, un objeto debe ser una partícula o una onda en su origen y, por lo tanto, no importa quién tome medidas u observaciones del objeto, ya que su naturaleza no cambiará a partir de esto.
El experimento demuestra que las observaciones del átomo en el futuro afectan su comportamiento en el pasado.
Pero según la teoría cuántica, este no es el caso.
La teoría cuántica sugiere que el resultado depende de cómo se midió el objeto al final de su trayectoria.
Y un grupo de físicos australianos en el curso de su experimento encontró evidencia de que todo sucede de esa manera.
“Nuestra investigación demuestra que la medición lo es todo. A nivel cuántico, la realidad no existe si no se puede ver”, concluye el líder del estudio Andrew Truscott, físico de la Universidad Nacional Australiana en Canberra.
Por primera vez, el físico teórico estadounidense John Wheeler propuso un experimento de este tipo en 1978. Ahora se conoce en la ciencia como Experimento de elección retardada de Wheeler.
Wheeler sugirió usar rayos de luz reflejados por espejos, pero en ese momento la tecnología no permitía que tal experimento se llevara a cabo en su totalidad. Casi 40 años después, un grupo de investigadores australianos pudo implementar la idea del experimento Wheeler usando átomos de helio que interactúan con rayos láser.
Los investigadores atraparon átomos de helio en un estado de "condensado de Bose-Einstein" que permite observar los efectos cuánticos a nivel macroscópico, y luego eliminaron todos menos uno de los átomos.
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Este único átomo se pasó luego entre dos rayos láser, que actuaron en el mismo papel que la malla fina actúa para los rayos de luz. Aquellos. en el papel de una celosía desigual.
Luego se añadió una segunda "malla" a lo largo del camino del átomo.
Esto condujo a una distorsión del camino del átomo, siguió ambos caminos posibles como lo haría una onda. En otras palabras, el átomo tomó dos caminos diferentes.
Pero en el experimento repetido, cuando no se agregó la segunda "cuadrícula", el átomo eligió solo un camino posible.
Según los investigadores, el hecho de que la segunda "cuadrícula" se agregó después de que el átomo cruzó la primera "encrucijada" sugiere que el átomo, en sentido figurado, no definió su naturaleza antes de ser observado (o medido) por segunda vez.
"Las predicciones de la física cuántica sobre las interacciones de los objetos pueden parecer extrañas cuando se trata de una luz que se comporta como una onda", explica Roman Khakimov, investigador de la Universidad Nacional Australiana que participó en el estudio.
Pero dice que los experimentos con átomos que tienen masa e interactúan con campos eléctricos hacen que la imagen sea aún más increíble.
En pocas palabras, si acepta el hecho de que el átomo tomó un camino determinado en la primera encrucijada, el experimento demuestra que las mediciones futuras pueden influir en el pasado del átomo, explica el líder del estudio Andy Truscott.
“El átomo no viajó entre los puntos condicionales A y B”, explica. “Solo después de las mediciones en el punto final de observación quedó claro si el átomo se comportaba como una onda, dividiéndose en dos direcciones, o como una partícula, eligiendo una”.
Qué significa eso?
A pesar de que todo esto suena loco para el no iniciado, los autores del estudio dicen que el experimento es la confirmación de la teoría cuántica. Al menos en la escala más pequeña.
Esta teoría ya ha hecho posible crear una serie de tecnologías bastante viables en el campo de los láseres y los procesadores de computadora, pero hasta ahora no ha habido experimentos tan sorprendentes que lo confirmen.
Truscott y Khakimov esencialmente encontraron la confirmación de que la realidad no existe hasta que la observamos.
Esta es una de las tesis fundamentales de la teoría cuántica. Es su improbabilidad desde el punto de vista del profano, para quien la lluvia no deja de caer, aunque cierre los ojos para no verla, lo que hace que la teoría cuántica “se divorcie de la realidad”.
Hasta ahora, no se ha encontrado evidencia de que este principio funcione en la realidad. El experimento mental de Wheeler, así como el experimento práctico de Truscott, que lo confirma, pertenecen hasta ahora solo al nivel cuántico.
Al mismo tiempo, varios filósofos creen que incluso siendo inaplicable al nivel macro, la teoría cuántica puede ser útil para el profano, ya que (formulada de manera aproximada) dice que el mundo es exactamente como lo vemos.
