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Tecnología

¿Trampa óptica? Físicos hacen levitar una esfera de vidrio en el vacío cuántico

Aunque la esfera parecía demasiado grande para poder regirse por las leyes de la mecánica cuántica, los físicos concluyeron con éxito el experimento

Por Pamela de la Rocha

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Suiza.- Científicos de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich, ubicada en Suiza, lograron hacer levitar a una esfera de cristal con cien nanómetros de diámetro, dentro de un vacío enfriado a 269 grados bajo cero en un potente campo electromagnético y bajo un haz de luz láser.

Lo primordial en este experimento era que la partícula suspendida que sus autores llaman "trampa óptica", fuera dieléctrica, de un material con baja conductividad, como es el vidrio, y no tan pequeña en términos de física cuántica

La esfera medía 100 nanómetros de diámetro —una décima parte de un micrómetro— y contaba con hasta 10 millones de átomos, lo que sitúa a esta esfera más cerca del mundo macrométrico, donde rigen las leyes de la física clásica y no de la mecánica cuántica.

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Esta prueba de levitación es parte de una serie de experimentos en los que científicos prueban objetos cada vez más grandes. Según explicó en un comunicado la institución suiza, los investigadores se plantearon una pregunta fundamental: ¿por qué los átomos o las partículas elementales pueden comportarse como ondas —algo que determina la física cuántica y que les permite estar en varios lugares al mismo tiempo— mientras que todo lo que vemos alrededor obedece a las leyes físicas clásicas que lo hacen imposible?

Hasta el momento, era bastante común hacer levitar moléculas formadas por miles de átomos, pero ahora la plataforma experimental suiza ofrece la posibilidad de investigar la mecánica cuántica a escalas macroscópicas y aumentar la escala gradualmente.

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"Es la primera vez que se utiliza un método de este tipo para controlar el estado cuántico de un objeto macroscópico en el espacio", afirmó el autor principal del estudio, Lukas Novotny. 

Al estabilizar la esfera en movimiento, los esfuerzos del equipo se concentraron en ralentizarla cuanto fuera posible, hasta lo más cerca que pudieran del punto cero de la mecánica cuántica. Este objetivo se logró por medio de la reducción de oscilaciones y también de la temperatura y el movimiento térmico.

Novotny indicó que las nanoesferas flotantes en el vacío son de interés no solo para la ciencia fundamental, sino que también pueden tener aplicaciones prácticas. Hoy en día, existen sensores que pueden medir las más mínimas aceleraciones o rotaciones utilizando ondas atómicas interferentes. A medida que crece la masa del objeto que interfiere mecánicamente en esta clase de sensores, su sensibilidad aumenta, asegura el científico.

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