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?
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.
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