Gato en una caja
Ciencia
Unos científicos descienden 1.400 metros para investigar el misterio del gato de Schrödinger
Un experimento ha limitado ahora las posibles explicaciones de este fenómeno al descartar una destacada teoría que relacionaba la gravedad con la desaparición del comportamiento cuántico
Entre el mundo microscópico de las partículas elementales y la realidad cotidiana de los objetos macroscópicos se produce una transición que continúa desconcertando a los físicos. Las reglas de la mecánica cuántica permiten fenómenos como la superposición, ejemplificada por el célebre gato de Schrödinger, pero estos efectos desaparecen cuando aumenta el tamaño de los sistemas. Este proceso recibe el nombre de decoherencia.
Un experimento financiado por el Foundational Questions Institute (FQxI) ha limitado ahora las posibles explicaciones de este fenómeno al descartar una destacada teoría que relacionaba la gravedad con la desaparición del comportamiento cuántico. Los resultados fueron publicados en el New Journal of Physics.
«Una de las preguntas más profundas de la física moderna es por qué el extraño comportamiento cuántico que rige a los átomos y las partículas elementales parece desaparecer en el mundo macroscópico que experimentamos a diario», afirma Catalina Curceanu, miembro de FQxI y directora de investigación en el Laboratorio Nacional de Frascati del Instituto Nacional de Física Nuclear italiano.
El experimento se desarrolló en el Laboratorio Nacional de Gran Sasso, situado bajo 1,4 kilómetros de roca. Allí se puso a prueba el modelo propuesto en la década de 1960 por el físico húngaro Frigyes Károlyházy, según el cual pequeñas fluctuaciones constantes del espacio-tiempo acabarían destruyendo las superposiciones cuánticas.
Estas fluctuaciones no pueden observarse directamente, pero deberían provocar vibraciones y aceleraciones aleatorias en partículas cargadas, generando una radiación electromagnética extremadamente débil. El entorno subterráneo permite reducir considerablemente el ruido de fondo. «El blindaje natural que proporciona la roca crea uno de los entornos más silenciosos de la Tierra para detectar fenómenos físicos extremadamente raros», afirma Curceanu.
Los investigadores emplearon un cristal de germanio de alta pureza, rodeado por capas de cobre y plomo, y recopilaron información durante 62 días. Tras descontar la radiación de fondo esperada, no encontraron la señal predicha por el modelo.
El resultado no excluye que la gravedad participe de algún modo en la decoherencia, pero reduce las posibilidades. «Esta ausencia de señal es en sí misma un resultado científico trascendental», afirma Curceanu.
Kristian Piscicchia, responsable experimental del estudio, recuerda que distintas teorías de gravedad cuántica predicen una longitud mínima vinculada con la incertidumbre del espacio-tiempo. Los nuevos trabajos muestran, además, que algunas ideas sobre la relación entre gravedad y mecánica cuántica ya pueden someterse a comprobaciones experimentales con las tecnologías actuales.