Los efectos de la gravedad de Einstein se han dejado ver por primera vez en el terreno de lo cuántico, y no es poca cosa. Un equipo internacional ha conseguido medir cómo cambian las propiedades de unos átomos mientras caen, algo que hasta ahora parecía casi imposible de comprobar experimentalmente. La física moderna descansa sobre dos grandes pilares que nunca han terminado de encajar del todo. Por un lado, la relatividad general de Albert Einstein, que explica cómo caen los objetos y cómo la gravedad da forma al universo. Por el otro, la mecánica cuántica, que describe el comportamiento de las partículas más diminutas.
Durante décadas, las mejores mentes de la física han intentado unir ambas teorías en una sola, sin conseguirlo. La gravedad, sencillamente, no parece comportarse igual en la escala donde actúan los quarks. Y ahí es donde entra este trabajo, publicado el pasado miércoles en la revista Science Advances, que explora justo esa frontera donde los dos mundos se rozan.
Un interferómetro cuántico bautizado como Galileo
El corazón del experimento es un aparato nuevo que los investigadores llamaron interferómetro cuántico de Galileo. La idea, dicha de forma sencilla, fue dividir la onda cuántica de un átomo en dos caminos. Uno se mantuvo fijo y el otro se dejó caer libremente, para después volver a unirlos y ver qué había hecho la gravedad por el camino.
El ensayo se realizó en la Universidad Ben Gurion del Néguev, en Israel, con nubes de átomos de rubidio enfriados apenas por encima del cero absoluto. Usando pulsos de microondas, los átomos se pusieron en superposición cuántica, viajando por dos rutas a la vez. Después, unos cables eléctricos integrados en un chip generaron campos magnéticos muy precisos. Una parte de la onda quedó inmóvil respecto al laboratorio, mientras la otra caía como una pelota lanzada al aire.
Link affiliatoEinstein y la teoría cuántica siguen dándose la mano
Cuando las dos ondas volvieron a encontrarse, interfirieron entre sí. Esa interferencia permitió medir la minúscula diferencia de fase acumulada, y el resultado coincide de forma exacta con lo que predice el principio de equivalencia de Einstein aplicado a un objeto cuántico.
Ron Folman, autor principal, lo describe como un artículo que combina un experimento difícil con una interpretación teórica de gran calado sobre cómo unir gravedad y cuántica. Vlatko Vedral, de la Universidad de Oxford, subraya que no existe ninguna teoría coherente que explique por qué la física cuántica debería fallar, y que aquí vuelve a cumplir sus predicciones.
El resultado no unifica por sí solo ambas teorías ni demuestra que la gravedad sea cuántica, pero confirma que el principio de equivalencia sigue siendo consistente con la mecánica cuántica. Tampoco descarta la hipótesis del premio Nobel Roger Penrose, coautor del estudio, según la cual la mecánica cuántica podría desmoronarse en objetos masivos mantenidos en superposición durante mucho tiempo, algo que el equipo ya planea poner a prueba con nanodiamantes.
Fuente
Imagen: agenciasinc.es
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