Un gato de Schrödinger zafiro demuestra que los efectos cuánticos pueden aumentar de escala.

En línea con la gran tradición de los gatos gordos, un nuevo "gato" cuántico creado recientemente es particularmente masivo, al menos para el ámbito cuántico.

Los científicos pusieron un trozo de cristal de zafiro tembloroso en lo que se conoce como un "estado de gato", en el que un objeto existe en dos estados diferentes simultáneamente. Es una situación que recuerda al imaginario gato favorito de los físicos, el gato de Schrödinger, conocido por estar vivo y muerto al mismo tiempo.

Los físicos informan que el nuevo gato de zafiro es relativamente pesado, con 16 microgramos, en Science del 21 de abril. Eso es cerca de la mitad del peso de una pestaña y más de 100 billones de veces la masa de los estados de gato previamente creados con moléculas. "Hemos llegado a un nuevo régimen donde la mecánica cuántica aparentemente hace su trabajo", dice el físico Yiwen Chu de ETH Zurich.

En una parábola cuántica imaginada en la década de 1930 por el físico Erwin Schrödinger, un gato está atrapado en una caja y, debido a los efectos cuánticos, termina vivo y muerto al mismo tiempo. Este escenario paradójico no sucede realmente en el mundo real. Si bien las partículas cuánticas son capaces de existir en dos estados distintos simultáneamente, lo que se llama una superposición, esos efectos se diluyen para objetos del tamaño de un gato.

Los efectos cuánticos típicamente se confinan a los átomos, moléculas y similares. El mundo cotidiano visible a los ojos humanos no exhibe propiedades cuánticas. Los científicos pueden influir en ciertos objetos pequeños para que muestren características cuánticas. Pero los científicos no comprenden completamente la frontera entre los reinos cuántico y no cuántico.

"Realmente hemos empezado a entender ese régimen intermedio", dice Benjamin Sussman de la Universidad de Ottawa, quien no estuvo involucrado en el nuevo estudio. "Es de gran interés ver cómo se escala y se comportan estos sistemas cuánticos".

Los estados de gato son una variedad especial de comportamiento cuántico que se acercan a recrear la idea de Schrödinger. Son superposiciones de dos estados que son distintos según la física clásica que describe el mundo cotidiano, como un gato vivo o muerto, en lugar de dos estados que existen solo en el ámbito cuántico, como los niveles de energía de un átomo.

En el nuevo experimento, los investigadores movieron una porción de un cristal de zafiro de tal manera que sus átomos se movieron en dos direcciones a la vez. Esa es una distinción que "captura el espíritu" del gato de Schrödinger, dice Chu.

La vibración se confinó dentro de una rebanada del cristal que consta de 100 millones de billones de átomos. Eso es lo suficientemente grande como para ser visible a simple vista si se extrae del resto del cristal, dice Chu.

Sin embargo, las oscilaciones de los átomos eran pequeñas, aproximadamente un millonésimo de billonésimo de milímetro, no exactamente a la escala de objetos cotidianos. Otras demostraciones de estados de gato han demostrado una separación espacial mucho mayor, a pesar de estar compuestas por menos átomos.

En trabajos futuros, Sussman dice que le gustaría ver que los investigadores aumenten no solo la masa, sino también el tamaño de las oscilaciones. "Eso va a ser realmente difícil pero será muy interesante".