Einstein salva al gato cuántico
17/6/2015 de Universität Wien / Nature Physics
Ilustración de una molécula en presencia de la dilatación temporal gravitatoria. La molécula se encuentra en una superposición cuántica, encontrándose en varios lugares distintos a la vez, pero la dilatación temporal gravitatoria destruye este fenómeno cuántico. Crédito: Igor Pikovski, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
En 1915 Albert Einstein formuló la teoría de la relatividad general que cambió de manera fundamental nuestra comprensión de la gravedad. Explicó la gravedad como la manifestación de la curvatura del espacio y del tiempo. La teoría de Einstein predice que el flujo del tiempo se ve alterado por la masa. Este efecto, conocido como «dilatación temporal gravitatoria» hace que el tiempo pase más despacio cerca de un objeto masivo. Esto afecta a todo y a todos; de hecho, la gente que trabaja en la planta baja envejecerá más despacio que sus colegas que están en el primer piso, en unos 10 nanosegundos al año. Este diminuto efecto ha sido de hecho confirmado en muchos experimentos con relojes muy precisos. Ahora, un equipo de investigadores de las Universidades de Viena, de Harvard y de Queensland han descubierto que la ralentización del tiempo puede explicar otro fenómeno desconcertante: la transición del comportamiento cuántico a nuestro mundo clásico habitual.
La teoría cuántica, el otro descubrimiento fundamental de la física de principios del siglo XX, predice que las piezas que componen la naturaleza muestran un comportamiento extraño y fascinante. Extrapolada a las escalas de la vida normal la teoría cuántica conduce a situaciones como la del famoso ejemplo del gato de Schrödinger: el gato no está ni vivo ni muerto, sino que se encuentra en lo que se conoce como una superposición cuántica de ambos estados. Pero este comportamiento sólo se ha confirmado experimentalmente en el caso de partículas pequeñas y nunca ha sido observado en gatos del mundo real. Por tanto, los científicos concluyen que algo debe de causar la supresión de los fenómenos cuánticos a escalas mayores, del día a día. Típicamente esto ocurre debido a la interacción con otras partículas de los alrededores.
El equipo de investigadores, dirigido por Časlav Brukner de la Universidad de Viena y del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica, ha descubierto que la dilatación temporal también juega un papel principal en la desaparición de los efectos cuánticos. Han calculado que una vez que los pequeños ladrillos forman objetos compuestos mayores – como moléculas, y finalmente grandes estructuras como microbios o partículas de polvo – la dilatación temporal sobre la Tierra puede provocar la supresión de su comportamiento cuántico. Estas pequeñas piezas fluctúan temporalmente incluso cuando forman grandes objetos. Y estas fluctuaciones se ven afectadas por la dilatación temporal: se ralentizan sobre el suelo y se aceleran a mayores alturas. Los investigadores han demostrado que este efecto destruye la superposición cuántica y, por tanto, obliga a los objetos mayores a comportarse tal como esperamos en la vida diaria.
