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Cultura Crítica
jueves, noviembre 05, 2026
Físicos crean un gato de Schrödinger óptico
Ciencia
Físicos crean un gato de
Schrödinger óptico de tamaño récord y llevan más lejos la frontera entre el
mundo cuántico y el cotidiano
La física cuántica tolera escenarios simultáneos que las vivencias humanas jamás contemplan.
Si sus reglas gobiernan la materia al completo, ¿por qué una mesa, una taza o nosotros mismos nunca podemos hallarnos en dos estados incompatibles a la vez?
por César Noragueda Periodista especializado en
cine, ciencia y pensamiento crítico.
Ciencia
Físicos
crean un gato de Schrödinger óptico de tamaño récord y llevan más lejos la
frontera entre el mundo cuántico y el cotidiano
La
física cuántica tolera escenarios simultáneos que las vivencias humanas jamás
contemplan. Si sus reglas gobiernan la materia al completo, ¿por qué una mesa,
una taza o nosotros mismos nunca podemos hallarnos en dos estados incompatibles
a la vez?
César Noragueda
Periodista
especializado en cine, ciencia y pensamiento crítico.
Una
taza cae o reposa sobre la mesa; un gato está vivo o muerto. La realidad
cotidiana parece obedecer disyuntivas excluyentes, mientras que, en escalas
diminutas, un sistema cuántico puede encontrarse en una superposición: una
coexistencia de desenlaces que se prolonga hasta que algún contacto con el
exterior permite diferenciarlos.
Esa
contradicción aparente inspiró en 1935 el célebre gato de Erwin Schrödinger. El
físico concibió un animal cuyo destino dependía de un acontecimiento cuántico
para evidenciar lo desconcertante que sería trasladar aquellos principios al
ámbito cotidiano. Su felino no pretendía representar un experimento realizable,
sino plantear un interrogante que sigue abierto: ¿hasta dónde puede expandirse
una superposición sin perder su carácter cuántico?
Ahora
podemos acotar el problema con mayor precisión. Tal vez, no exista una frontera
intrínseca donde la realidad física pase a obedecer leyes distintas; quizá los
efectos característicos del dominio microscópico simplemente se vuelvan
extremadamente frágiles a escalas superiores.
En cualquier caso, para examinar esa hipótesis, hay que fabricar “gatos” progresivamente más grandes y verificar que continúan siendo genuinamente cuánticos.
Qué es realmente un gato de Schrödinger
hecho de luz
Aquí no hay animales ni organismos suspendidos entre vida y muerte. El
protagonista es un estado de luz. En óptica cuántica, esta puede adoptar
lo que se denomina un estado coherente, una configuración que se parece en
ciertos aspectos a la luz de un láser y permite caracterizar con precisión su
amplitud y su fase. El gato surge al acoplar dos configuraciones de ese tipo
suficientemente distinguibles sin transformarlas en una mera mezcla
estadística.
En el experimento, esas dos variantes del pulso luminoso quedan
entrelazadas con la polarización de otro fotón. “Entrelazamiento” significa
que ambos elementos constituyen una entidad cuántica conjunta: no basta
atribuir individualmente un estado independiente a cada uno. La polarización
horizontal se correlaciona con una rama del campo; la vertical, con la otra.
Visualicemos una moneda insólita que presenta simultánea-mente sus dos
caras y, además, cada una queda vinculada a una melodía distinta. Agrandar este gato de Schrödinger no consiste sencillamente en sumar
fotones. Importa distanciar más las dos ramas sin romper la coherencia
necesaria para integrarlas en una única superposición.
El gato surge al acoplar dos configuraciones que se parecen a la luz de
un láser y permiten caracterizar con precisión su amplitud y su fase,
distinguibles sin transformarlas en una mera mezcla estadística.
Por qué la rareza cuántica desaparece a nuestro alrededor
El principal adversario tiene nombre: decoherencia. Un sistema perfectamente aislado
puede retener vínculos entre alternativas cuánticas. En cuanto interactúa con
su ambiente, parte de la información sobre esas ramas escapa hacia fuera.
Colisiones, radiación, vibraciones o pérdidas bastan para debilitar esa
delicada conexión.
Pensemos en dos músicos que ejecutan notas con una sincronización
impecable. Mientras nadie perturbe el compás, la correspondencia entre ambas
ondas conserva su nitidez. Introduzcamos ruido, retrasos y
múltiples interferencias: pronto será inviable sostener aquella coordinación.
La analogía no reproduce toda la física, pero ilustra la vulnerabilidad
esencial.
Por eso, no vemos tazas repartidas a simple vista entre la mesa y el suelo. Los cuerpos corrientes intercambian cantidades enormes de datos con cuanto los rodea. No hace falta suponer que la mecánica cuántica se apaga de repente.
Colisiones, radiación, vibraciones o pérdidas bastan para debilitar esa delicada conexión.
La decoherencia permite entender cómo sus manifestaciones más extrañas pueden quedar inaccesibles con extraordinaria rapidez.
Átomos de Rydberg para construir un
interruptor cuántico
Según leemos en el estudio, publicado como preprint en arXiv,
Hendrik Hegels y sus colegas del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica
recurrieron a una herramienta peculiar: átomos de Rydberg dentro de una
cavidad óptica.
Un átomo recibe ese nombre cuando uno de sus electrones alcanza un
nivel energético muy elevado. En tal situación, adquiere propiedades
exageradas y puede interactuar con enorme intensidad con otros átomos excitados
de su entorno, cuyos electrones también han recibido energía y saltado a cotas
superiores.
La cavidad, formada para confinar y controlar la luz, refuerza el
acoplamiento entre fotones y materia. Los autores integraron este escenario
con transparencia inducida electromagnéticamente de Rydberg, una técnica que
sirve para manipular la propagación luminosa mediante estados atómicos
ajustados con láseres.
La secuencia funciona como un interruptor gobernado por una
alternativa cuántica. Primero, llega un fotón de control. Según su
polarización, una rama se almacena como excitación de Rydberg en el conjunto
atómico y la otra atraviesa una ruta alternativa. Después, un segundo pulso de
luz, sobre el que actuará el fotón de control. Al reflejarse en la cavidad,
sufre un cambio de fase condicionado por lo sucedido antes. Finalmente, se
recupera el fotón inicial.
Así, dos historias que clásicamente serían irreconciliables continúan enlazadas. El procedimiento aporta precisamente el ingrediente buscado: dos estados coherentes del pulso lumínico ligados a las dos polarizaciones del fotón de control.
Según la polarización de cada fotón, una rama se almacena como excitación de Rydberg y la otra atraviesa una ruta alternativa; entra un segundo pulso de luz, se refleja en la cavidad, sufre un cambio de fase condicionado y se recupera el fotón inicial.
El gato óptico alcanza un tamaño récord
Aquí aparece el hallazgo. El equipo produjo estados híbridos
entrelazados con un tamaño efectivo de α² = 2,4, récord para esta clase de
gatos ópticos.
Este valor no expresa unas dimensiones físicas, sino que cuantifica lo
separadas que están las dos configuraciones de luz que forman la superposición.
Cuanto mayor es, más distinguibles resultan ambas ramas y, en ese sentido,
mayor es el gato de Schrödinger.
Por lo tanto, no se debe interpretar 2,4 como si este fuese 2,4 veces
mayor que otro y, en especial, tener en cuenta que un estudio anterior
basado en un único átomo dentro de una cavidad solo había llegado
a 1,4 y que, además, los métodos tradicionales con medios no lineales se
habían quedado en 0,8 para estados híbridos comparables.
Produjeron estados híbridos entrelazados con un tamaño efectivo de α² =
2,4, lo que no expresa unas dimensiones físicas, sino que cuantifica lo
separadas que están las dos configuraciones de luz que forman la superposición.
Este valor no expresa unas dimensiones físicas, sino que cuantifica lo
separadas que están las dos configuraciones de luz que forman la superposición
La mejora procede, sobre todo, de controlar mejor la decoherencia. En el récord previo, los fotones perdidos durante la formación podían llevarse indicios acerca de qué ruta había recorrido el sistema. La plataforma de Rydberg aminora esa fuga de pistas, aunque no la elimina.
Cómo verificar que el gato sigue siendo cuántico
Disponer de dos realizaciones luminosas dispares no bastaría. Una mezcla clásica también podría contener unas veces, una, y otras veces, la otra. Había que acreditar que subsistía la relación cuántica entre ambas.
Para ello, se utilizó tomografía cuántica. La idea recuerda a un escáner que recompone un volumen reuniendo muchas vistas parciales. Los científicos registraron repetidamente distintas magnitudes de la polarización y del campo luminoso y, después, reunieron esos datos para reconstruir matemáticamente el estado final.
Una
de las representaciones derivadas es la función de Wigner, un mapa en el
llamado espacio de fases. No necesitamos dominar esa geometría para entender la
señal decisiva: algunas regiones tomaron valores negativos, algo imposible
dentro de una descripción clásica ordinaria del campo. Los autores evaluaron
además la fidelidad con estados teóricos de referencia y la negatividad del
entrelazamiento.
Las
mediciones indicaron que el carácter no clásico sobrevivía incluso en los casos
de mayor tamaño. El logro, por tanto, no consiste únicamente en alejar más las
ramas, sino en hacerlo sin borrar por completo aquello que hace de su unión un
gato de Schrödinger.
El
logro no consiste solo en alejar más las ramas y aumentar el tamaño del gato de
Schrödinger, sino en hacerlo sin borrar por completo aquello que lo hace tal:
su naturaleza cuántica.
Cuanto
más crece el gato de Schrödinger, más difícil resulta conservarlo
El
experimento también exhibe su propio límite. La pérdida de fotones durante la
preparación continúa siendo la imperfección dominante. El ajuste estadístico
sitúa el coeficiente efectivo asociado a esa merma alrededor del 20,2 por
ciento.
Aparecen
asimismo otros obstáculos: el ensanchamiento debido al tiempo de interacción,
el bloqueo de Rydberg incompleto, el autobloqueo del pulso luminoso y el ruido
de fase de los láseres. Cada uno deteriora de manera distinta el funcionamiento
previsto. Los autores detallan modificaciones técnicas capaces de mitigar esas
dificultades, como prolongar la duración del pulso de luz o rebajar ciertas
fuentes de inestabilidad.
Eso
abre la opción de lograr gatos ópticos mayores en el futuro, pero todavía es
una perspectiva. El artículo demuestra lo conseguido con el dispositivo actual;
las dimensiones posteriores pertenecen a lo que la plataforma podría alcanzar
si esas restricciones se atenúan.
¿Han encontrado la frontera entre dos mundos?
No. Sería excesivo interpretar este
récord como el descubrimiento de una línea universal entre la física cuántica y
la cotidiana. El parámetro empleado mide una categoría concreta de estados
ópticos híbridos y no sirve para clasificar con una sola regla todas las
superposiciones obtenidas en laboratorios distintos.
El manuscrito, fechado el 23 de septiembre de 2026 y depositado en
arXiv, es además un preprint, lo que implica que aún no ha pasado por
la revisión por pares de una revista científica. Sus conclusiones deben
leerse con esa cautela y aguardar a que se confirmen o se desmientan, pero el
estudio se ve muy prometedor.
Su interés principal está en otro lugar. Cada incremento controlado
permite indagar hasta qué punto puede ensancharse una superposición mientras
retiene señales verificables de coherencia, entrelazamiento y no clasicidad, o
sea, cuánticas.
Sería excesivo interpretar este récord como el descubrimiento de una
línea universal entre la física cuántica y la cotidiana.
Esa búsqueda transforma una paradoja filosófica en una cuestión que
puede someterse a mediciones.
Quizá nunca hayan existido dos mundos
separados
Volvamos a la taza. Nada indica que obedezca unas leyes de fondo
diferentes de las que operan sobre un fotón. La diferencia decisiva puede
residir en la enorme cantidad de interacciones que un objeto cotidiano mantiene
con su ambiente, capaces de dispersar información y ocultar con rapidez las
relaciones cuánticas.
El valor de progresar consiste justamente en estrechar ese misterio
mediante evidencia experimental. No acerca una taza a una superposición
visible mañana, pero sí extiende el territorio donde sabemos que el mundo
físico exhibe comportamientos que, durante mucho tiempo, parecieron reservados
a sus componentes más diminutos.
Por eso, estos gatos de Schrödinger importan más allá del récord. Cada vez que la superposición sobrevive a una escala mayor, disminuye el espacio para concebir una división sencilla entre una realidad microscópica extraña y otra macroscópica familiar. Quizá la verdadera cuestión no sea dónde termina el mundo cuántico, sino cómo emerge de él el mundo que percibimos cada día.
Referencias
•
Michelle Starr. "Physicists Created a Record-Breaking Schrödinger's Cat
With Some of The Weirdest Atoms in Physics". , 28 de septiembre de 2026.
•
Hendrik Hegels, Mae Eichenberger, Gerhard Rempe y Stephan Dürr. "Optical
Schrödinger cat states generated using cavity Rydberg quantum photonics".
arXiv.org, 23 de septiembre de 2026.
La idea de unificar la relatividad con la mecánica cuántica
Sabrina González Pasterski, la 'nueva Einstein' que lidera la idea de unificar la relatividad con la mecánica cuántica
Sarah Romero Colaboradora de National Geographic
Con solo 14 años construyó su propio avión y hoy lidera la búsqueda del santo grial de la ciencia: unificar la relatividad y la mecánica cuántica a través de la misteriosa 'holografía celeste'.
Mientras la mayoría de los
adolescentes lidiaban con los dramas del instituto, la joven Sabrina Pasterski
estaba ensamblando el motor de un avión Zenith CH 601 XL, un biplaza de ala
baja. Su talento precoz le llevó a que ya con solo 16 años, lo pilotara sola.
Aquella hazaña llamó la atención del empresario estadounidense Jeff Bezos
(fundador de Amazon), quien le ofreció un cheque en blanco y un puesto en su
empresa aeroespacial, Blue Origin. Pero Sabrina González Pasterski rechazó su
oferta. También dijo 'no' a la NASA y a Google. Su ambición no era hacer más
ricos a los multimillonarios, sino descifrar el código fuente del universo.
Hoy, a sus 33 años, esta
física teórica de ascendencia cubana (su madre, María González, emigró a EE.
UU. de niña) y nacida en Chicago, es una de las mentes más brillantes de su
generación. Se graduó en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) con
una nota perfecta de 5.0, siendo la primera mujer en lograrlo en décadas y se
doctoró en Harvard.
Su trabajo es tan
revolucionario que el propio Stephen Hawking citó sus investigaciones sobre los
agujeros negros antes de morir en 2018. Aunque muchos la califican como la
'nueva Einstein', es una etiqueta que ella rechaza con una mezcla de humildad y
rebeldía: "Es una tontería. Nadie será nunca Einstein. Pero si el revuelo
mediático me da una plataforma para investigar, lo aprovecharé", declaró
en una entrevista a la revista TIME.
El universo como un inmenso
holograma
El gran melodrama de la
física moderna es que sus dos pilares fundamentales se odian. Por un lado,
tenemos la Relatividad General de Einstein, que describe la gravedad y el
cosmos a gran escala como un tejido suave y curvo. Por otro, la mecánica
cuántica, que rige el mundo subatómico, un reino caótico donde la energía viene
en paquetes discretos (cuantos). Juntar ambas teorías en una sola 'gravedad
cuántica' es un rompecabezas que ha frustrado a los científicos durante un
siglo.
Pasterski trata de lidiar
con este dilema. Actualmente, desde el Perimeter Institute en Canadá, lidera la
Iniciativa de Holografía Celeste. Para empezar, el principio holográfico
plantea que toda la realidad tridimensional que experimentamos podría ser, en
el fondo, una proyección generada desde una superficie bidimensional en los
confines del cosmos.
Pues Pasterski investiga,
precisamente, cómo las colisiones de partículas en nuestro universo (o la
fusión de agujeros negros) pueden traducirse matemáticamente en un patrón plano
proyectado en una esfera infinitamente lejana, a la que llama la "esfera
celeste". Sería algo así como intentar deducir la trama de una película en
3D observando únicamente las sombras que proyecta en la pantalla del cine.
"La dualidad es casi
como la Trinidad"
Para lograr este objetivo,
los físicos utilizan un concepto llamado dualidad: la idea de que dos teorías
físicas que parecen completamente distintas son, en realidad, dos formas
equivalentes de describir exactamente lo mismo. "La dualidad es casi como
la Trinidad", afirmó en otra entrevista a NewScientist. "No soy
religiosa, pero me crié como católica. Es esa sensación de que puede haber
diferentes manifestaciones de algo que, en esencia, es equivalente".
Al igual que el dogma
teológico postula tres personas distintas en un solo Dios verdadero, la
dualidad en la física teórica nos dice que un universo con gravedad en tres
dimensiones y una frontera plana sin gravedad en dos dimensiones son,
matemáticamente, la misma entidad. Diferentes manifestaciones de una única
verdad cósmica.
Gravedad
Y sus teorías podrían
probarse empíricamente. Junto a otros colegas, Pasterski desarrolló el concepto
del Efecto de Memoria de Espín (Spin Memory Effect) que sugiere que cuando las
ondas gravitacionales (los pliegues en el espacio-tiempo causadas por eventos
violentos) atraviesan el universo, no desaparecen sin más, sino que dejan una
distorsión permanente, una especie de "cicatriz" rotacional en el
tejido del espacio.
En la próxima década,
observatorios espaciales como LISA (Laser Interferometer Space Antenna)
impulsada por la ESA, la NASA y LISA Consortium, podrían detectar estas sutiles
huellas, confirmando si las matemáticas de esta científica son, efectivamente,
el manual de instrucciones de nuestra realidad y comprender, de una vez por
todas, de qué está hecho el escenario donde todos existimos.
miércoles, noviembre 04, 2026
El zeptoverso
Qué es el zeptoverso
El mundo más pequeño jamás detectado en la naturaleza, y por qué
es clave para entender el universo.
Redacción
Científicos detectaron señales procedentes de la escala más pequeña de la naturaleza jamás explorada: 100 mil millones de veces menor que un átomo.
Un mundo tan pequeño que algunos
físicos lo han apodado el zeptoverso.
La investigación, liderada
por científicos basados en Cambridge, se obtuvo a partir de un experimento
realizado en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC).
Esta enorme máquina, ubicada
en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), en la frontera
suizo-francesa, cerca de Ginebra, hace colisionar átomos para separarlos y
descubrir qué hay en su interior.
El hallazgo, que se produce
tras más de 40 años de búsqueda, podría ayudar a los investigadores a explorar
un mundo misterioso miles de millones de veces más pequeño que un átomo, y a
desarrollar una teoría nueva y más completa sobre cómo funciona el universo.
"Llamando a la
puerta" del zeptoverso
La materia oscura constituye
una gran parte de nuestro cosmos, y sin embargo, los investigadores han tenido
dificultades para detectarla.
Los científicos saben que
está ahí porque su fuerza gravitatoria influye en la materia ordinaria, pero en
todos los demás aspectos ha permanecido completamente invisible.
En este experimento se
hicieron colisionar partículas a alta energía y los científicos estudiaron el
material que se expulsó: los fragmentos resultantes de las colisiones.
Una de ellas es una
partícula subatómica, más pequeña que un átomo, llamada quark fondo o quark
inferior (o también quark "belleza").
La partícula es inestable y
existe durante tan solo una billonésima y media de segundo antes de
descomponerse en otras formas, es decir, desintegrarse.
A pesar de su corta vida
útil, los investigadores lograron detectar su interacción con otras partículas
diminutas a una escala de una billonésima de metro.
Algunas teorías sugieren
que, a estas escalas, las partículas son más sensibles a la materia oscura, lo
que podría influir en la interacción y la desintegración de los quarks.
Por lo tanto, detectar
actividad en este diminuto universo podría ayudar a los científicos a detectar
la materia oscura.
"Los físicos han estado
buscando este tipo poco común de desintegración desde 1984, es decir, antes de
que yo naciera", comentó el Dr. Harry Cliff, de la Universidad de
Cambridge, quien dirigió el análisis de los datos.
Según explicó, esta danza
subatómica proporcionó a los investigadores una perspectiva privilegiada del
comportamiento de posibles nuevas partículas.
"Estamos llamando a la
puerta de este zeptoverso", le dijo a BBC News.
"Lo que queremos hacer
ahora es entrar, explorar y descubrir qué nuevas partículas nos esperan. Y para
ello, necesitamos más datos", añadió Cliff.
El profesor Brian Cox, reconocido divulgador científico e investigador de física de partículas en la Universidad de Manchester, que no forma parte del equipo de investigación, describió el resultado como "importante".
Los hallazgos, que aún no han sido sometidos a revisión por pares, se presentan este lunes en el CERN.
Participación británica
Los 28 países que participan en el proyecto han acordado contribuir con US$200 millones para modernizar este detector en el Gran Colisionador de Hadrones (LHCb), lo que aumentaría la frecuencia de estas desintegraciones diez veces.
Los científicos esperan que nuevas mejoras en el equipamiento del colisionador, previstas para la década de 2030, les permitan examinar estos sucesos poco frecuentes con mucho mayor detalle.
"Con eso podemos indagar en el zeptoverso y ver qué nos espera", dijo Cliff.
Sin embargo, el año pasado, la agencia UK Research and Innovation (UKRI), el organismo gubernamental encargado de la financiación de la investigación, anunció que retiraba su parte del dinero destinado a la mejora prevista.
Aunque esta investigación
fue dirigida por científicos basados en Cambridge, debido a los recortes, el
profesor Tim Gershon, quien conduce la colaboración internacional LHCb, declaró
a BBC News que la plena participación de Reino Unido en la investigación
estaría en duda.
"Reino Unido corre el
riesgo de no participar y de no realizar descubrimientos realmente
importantes", declaró a BBC News.
*Con información del corresponsal de Ciencia de BBC News Pallab Gosh y el reportero de Ciencia Josh Falcon.
https://www.bbc.com/mundo/articles/c60rldxq8k1ro