4811124-71924741.jpg

Medir y Controlar Sistemas Cuánticos Individuales

Comentamos en este post el Premio Nobel de Física de 2012. No solemos hacerlo otros años pero éste resulta especial porque en los posts inmediatamente anteriores destinados a resumir el número de verano de La Recherche se habla en profundidad de investigaciones similares a las que realizan lo dos premiados, Serge Haroche y David J. Wineland. El terreno en el que trabajan es el de la interacción de la luz con la materia al nivel subatómico. Se espera mucho de este campo de investigación por razones que se indican a continuación.

El título de este post está sacado de la declaración de la Real Academia de Ciencias Sueca al conceder el Premio Nobel de Física de 2012 a los físicos Serge Haroche (francés) y David J. Wineland (americano). Se dice textualmente que se les concede el premio del presente año a estos dos investigadores por sus “métodos experimentales innovadores que permiten medir y manipular sistemas cuánticos individuales”.

He decidido comentar tal premio, cosa que no he hecho otros años, por su relación estrecha con los temas tratados en los últimos posts de este blog al resumir los artículos incluidos en el número especial de verano de la revista francesa La Recherche. El titulado “El mundo cuántico a escala natural”, redactado el 7 de octubre pasado, se dedica a resumir el artículo de Samuel Deléglise, “Le monde quantique à notre échelle” y otros relacionados con las ondas gravitacionales. El primero sobre todo, es premonitorio, ya que aborda la explicación con detalle de las relaciones a nivel cuántico, es decir, subatómico, de la luz y la materia, tema al que se dedican los dos investigadores premiados.

En dicho artículo se da noticia de los llamados “sistemas optomecánicos” y se describen con bastante precisión. Son esos sistemas, que crean lo que se conoce como “cavidad optomecánica”, los que parece que utiliza Serge Haroche en sus experimentos en el Colegio de Francia y en la Escuela Normal Superior (ENS) de París.

La imagen incluida arriba está sacada del artículo de Deléglise y muestra cómo entre los dos espejos, uno fijo y otro móvil, se acumulan los rayos láser de cierta frecuencia que son enviados desde un emisor de rayos. Toda la experimentación, por cierto, tiene que hacerse a temperaturas bajísimas (cercanas al cero absoluto).

A través de esa acumulación de luz entre los dos espejos, es decir, a través de la “cavidad optomecánica”, se hacen pasar átomos de rubidio cuidadosamente preparados que pueden identificar y contar los fotones sin alterar excesivamente su estado cuántico. Como bien se sabe, las partículas subatómicas, electrones, protones y los mismos fotones (cuantos de luz), son elusivas y no se dejan observar sin cambiar su estado cuántico (onda, partícula y momento, por decirlo con simplicidad).

Desde que los fenómenos cuánticos se describieron en las primeras décadas del siglo pasado por Niels Bohr, Heisenberg, Schrödinger y otros, los debates entre los físicos han sido frecuentes, con la participación del mismo Einstein, quien no era muy partidario de explicaciones sobre fenómenos que él mismo describió como “fantasmales”. Dichos debates han sido considerados hasta muy recientemente como “filosóficos”, ya que nadie podía ver los fenómenos en cuestión ni experimentar sobre ellos. Los únicos experimentos poibles hasta ahora han sido los “experimentos mentales”. De ahí la importancia extrema de los experimentos de los dos nuevos premios Nobel. Por primera vez se miden y controlan partículas subatómicas, lo que abre un terreno impresionante de investigación y un camino más claro para la construcción de ordenadores cuánticos y en general para el uso de las características cuánticas de la materia a la escala macroscópica en la que se desenvuelven nuestras vidas.

No se debe olvidar por otra parte que eso puede llevar al posible descubrimiento de la “ley del todo”, es decir, de una ley que explique conjuntamente las leyes de funcionamiento de la materia a nivel subatómico y a nivel cósmico.

(Continúa en el siguiente post)

Tags:
0 shares
Doctor Ingeniero del ICAI y Catedrático de Economía Aplicada, Adolfo Castilla es también Licenciado en Económicas por la Universidad Autónoma de Madrid, Licenciado en Informática por la Universidad Politécnica de Madrid, MBA por Wharton School, Master en Ingeniería de Sistemas e Investigación Operativa por Moore School (Universidad de Pennsylvania). En la actualidad es asimismo Presidente de AESPLAN, Presidente del Capítulo Español de la World Future Society, Miembro del Alto Consejo Consultivo del Instituto de la Ingeniería de España, Profesor de Dirección Estratégica de la Empresa en CEPADE y en la Universidad Antonio de Nebrija.

Deja tu comentario