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Científicos de la Universidad de Viena desarrollaron el mayor experimento asociado al Gato de Schrödinger conocido hasta hoy. El trabajo demostró la superposición cuántica en un conjunto de cerca de 7.000 átomos de sodio, una escala similar al tamaño de moléculas y algunos virus. El hallazgo profundizó el debate sobre los límites entre el mundo cuántico y el mundo clásico.
El experimento se basó en uno de los planteamientos más conocidos de la física moderna. Erwin Schrödinger, físico teórico austríaco, propuso en el siglo XX un experimento mental para explicar un fenómeno central de la mecánica cuántica. En ese escenario, un gato dentro de una caja podía considerarse vivo y muerto al mismo tiempo mientras no existiera una observación directa.
Ese planteamiento ilustró el concepto de superposición cuántica. En ese estado, las partículas pueden existir en más de una condición de forma simultánea. Un átomo puede ocupar dos lugares distintos o presentar propiedades opuestas al mismo tiempo, hasta que una medición define su estado final.
La nueva investigación, publicada el 21 de enero en la revista Nature, llevó ese principio a una escala inédita. En el experimento, los átomos no se comportaron como objetos sólidos con trayectorias definidas. Actuaron como ondas que se expandieron en distintas trayectorias superpuestas. Ese comportamiento se mantuvo hasta que una medición provocó el colapso del sistema hacia un único estado.
La relevancia del estudio radicó en el tamaño de las nanopartículas de sodio utilizadas. Estas alcanzaron hasta ocho nanómetros de ancho, una dimensión comparable con la de moléculas complejas y algunos virus. Ese nivel de escala superó en diez veces el récord previo en este tipo de experimentos.
Límites entre lo cuántico y lo clásico
La teoría cuántica no establece un límite claro para el tamaño de una superposición. Sin embargo, los objetos cotidianos no muestran ese comportamiento. Un animal o un objeto macroscópico no puede existir en dos estados al mismo tiempo de manera observable.
Ese contraste motivó un debate persistente en la física. Los científicos buscan comprender cómo el mundo clásico emerge del mundo cuántico y bajo qué condiciones ocurre esa transición. En objetos grandes, las partículas interactúan de forma intensa y pierden la superposición. Ese proceso recibe el nombre de decoherencia.
El experimento mental de Schrödinger, planteado en 1935, evidenció la dificultad de aplicar conceptos del mundo macroscópico a escalas atómicas. Según la física clásica, un gato no puede estar vivo y muerto al mismo tiempo. La superposición solo resulta viable en sistemas extremadamente pequeños.
¿Hasta dónde puede crecer la superposición?
El equipo de la Universidad de Viena y otros grupos científicos trabajan para identificar ese límite. La estrategia consiste en aumentar gradualmente la complejidad y el tamaño de los sistemas, con el fin de observar hasta dónde persisten las propiedades cuánticas.
Los investigadores necesitaron dos años de trabajo experimental para detectar la superposición en estas nanopartículas. Aunque el experimento estableció un nuevo récord, no representó la mayor masa jamás colocada en superposición. En este estudio, la medición clave fue la macroscopicidad, un parámetro que combina la masa con la duración del estado cuántico.
En 2023, un equipo del Instituto Federal de Tecnología de Zúrich logró colocar un cristal oscilador de 16 microgramos en un estado de superposición. Ese fenómeno ocurrió a una distancia de dos billonésimos de nanómetro.
Según Stefan Gerlich, uno de los autores del estudio de Viena, aumentar aún más la escala representa un desafío significativo. Las partículas más masivas poseen longitudes de onda más cortas, lo que dificulta distinguir las predicciones cuánticas de las clásicas. La línea de investigación ahora apunta a someter materia biológica a este tipo de experimentos, un objetivo que hace 15 años se consideraba inviable.
*La creación de este contenido contó con la asistencia de inteligencia artificial. La fuente de esta información es de un medio del Grupo de Diarios América (GDA) y revisada por un editor para asegurar su precisión. El contenido no se generó automáticamente.
