La cuanticidad sobre la balanza

¿Cuánto más extraño sería ver al gato vivo/muerto de Schrödinger que observar un pequeño grupo de átomos interfiriendo consigo mismos en un experimento de doble rendija? El criterio podría estar en el ojo del observador, pero los físicos están interesados en cuantificar el tamaño efectivo de los objetos cuánticos macroscópicos con el fin de explorar el límite entre la física cuántica y la clásica. Una nueva definición de este tamaño cuántico, también denominado macroscopicidad, está basada en cuanto marguen de maniobra deja el experimento para que la mecánica cuántica sea modificada a un nivel fundamental. Ahora, un grupo de científicos ha aplicado este formalismo a una amplia gama de experimentos, tanto completados como hipotéticos.

Los estudiantes de Física aprenden pronto como los electrones y otras partículas se comportan como corpúsculos y como ondas. Pero los experimentadores continúan retando nuestra intuición con objetos multipartículas en superposiciones cuánticas de dos o más estados. Entre los ejemplos se incluyen pequeños tambores, circuitos superconductores y grupos multiátomos. Aunque todos estos experimentos son impresionantes, no está claro como comparar el tamaño colectivo de su comportamiento cuántico. Los intentos previos de definir la macroscopicidad han tendido a ser dependientes del modelo, por ejemplo, contando las partículas de una molécula buckyesfera, ya sean 60 átomos de carbono o 1080 nucleones y electrones.

Los investigadores han ideado una fórmula universal para la macroscopicidad. Primero imaginaron maneras en que las ecuaciones cuánticas podían ser modificadas más allá de la representación clásica. A continuación asignaron una macroscopicidad de acuerdo con cuantas de esas hipotéticas modificaciones se rigen por un experimento particular. Cuanto mayor es la superposición cuántica de multipartícula, se rige por más modificaciones y mayor es su macroscopicidad. En la escala logarítmica de los investigadores, los experimentos punteros de interferómetros con átomos y moléculas gozan de un grado 12 de macroscopicidad aproximadamente. Un experimento de rendija doble propuesto con nanoesferas de sílice recibiría un grado 20, mientras que una versión simplificada del famoso experimento mental de Schrödinger sobre la superposición cuántica de un gato gozaría de un grado 57, la puntuación más alta.

Via physics.aps