Un equipo de físicos han hecho lo aparentemente imposible: encontraron una forma de rastrear misteriosas partículas cuánticas incluso cuando esas partículas no pueden ser observadas fácilmente.

En la física clásica, un objeto ocupa solo un estado a la vez; es decir podría estar vivo o muerto, por ejemplo, pero no ambos simultáneamente. Pero la física cuántica, que busca explicar cómo funciona la vida a nivel subatómico, no es tan intuitiva. La física cuántica difiere de la física clásica, y según la teoría cuántica los objetos pueden existir como ondas y partículas, ocupando ambos estados al mismo tiempo. Solo existen como uno u otro después de haber sido medidos, como explica un comunicado de prensa de la Universidad de Cambridge.

Ahora, investigadores de la Universidad de Cambridge han demostrado que los movimientos de esas partículas en realidad pueden ser rastreados sin ser medidos, al observar la forma en que las partículas interactúan con sus entornos circundantes. Un artículo que describe el

Pensemos en el gato de Schrödinger, la paradoja estándar para ilustrar este aspecto particular de la teoría cuántica. Se puede pensar que un gato en una caja cerrada que también contiene un frasco de veneno, está vivo o muerto, siempre que no podamos ver dentro de la caja, como ha explicado National Geographic. Para ver que el gato no está ocupando ambos estados simultáneamente, sino uno u otro, debemos observarlo directamente mirando dentro de la caja. En este caso, los investigadores han creado una forma de rastrear el objeto cuántico (el gato) para determinar si es una onda o una partícula (viva o muerta) sin observarla directamente (mirando dentro de la caja).

El primer autor del estudio David Arvidsson-Shukur, Ph.D. estudiante en el Laboratorio Cavendish de Cambridge, dijo en un comunicado:

Esta premisa [del gato de Schrödinger], comúnmente conocida como la función de onda, se ha utilizado más como una herramienta matemática que como una representación de partículas cuánticas reales. Es por eso que asumimos el desafío de crear una forma de rastrear los movimientos secretos de partículas cuánticas”.

Cuando una partícula interactúa con su entorno, deja una «etiqueta». Esas etiquetas dan como resultado que la información se codifique en las partículas. Arvidsson-Shukur y sus colegas teorizaron una forma en que los físicos podrían mapear cómo las partículas cuánticas etiquetan sus ambientes sin tener que mirar directamente a las partículas.

Resulta que el gato de Schrödinger es bueno para algo más que teoría abstracta. La función de onda, dijo Arvidsson-Shukur, está estrechamente relacionada con el estado real de las partículas.

«Entonces, hemos podido explorar el ‘dominio prohibido’ de la mecánica cuántica: fijar el camino de las partículas cuánticas cuando nadie las está observando», dijo Arvidsson-Shukur.

Otro escenario hipotético utilizado por algunos científicos para ilustrar los principios cuánticos se llama «comunicación contrafactual», de acuerdo con Scientific American. En la comunicación contrafactual, la información se puede compartir entre dos personas, a menudo llamadas Alice y Bob, sin que ninguna partícula realmente viaje en el espacio entre ellas. El concepto es similar a la telepatía, explica el comunicado de prensa. Se llama contrafactual porque los hechos tradicionales sostienen que las partículas tendrían que moverse entre Alice y Bob para que un mensaje de uno llegue al otro.

«Para medir este fenómeno de comunicación contrafactual, necesitamos una forma de precisar dónde están las partículas entre Alice y Bob cuando no estamos mirando», dijo Arvidsson-Shukur en el comunicado de prensa. “«Nuestro método de ‘etiquetado’ puede hacer eso».

Los investigadores creen que su nueva técnica podría ayudar a los físicos cuánticos a seguir los movimientos de las partículas en las que están experimentando durante todo el proceso, incluso si no los miden hasta el final.

Los hallazgos del estudio han sido publicados en la revista científica Physical Review A.