La física cuántica puede ser un mundo extraño en el que las cosas se comportan de maneras que inicialmente no tienen sentido. El experimento mental "El gato de Schrödinger" fue diseñado para demostrar algunas de estas propiedades, a saber, que los átomos y las moléculas pueden existir en dos estados diferentes al mismo tiempo hasta que alguien les eche un vistazo. Ahora, un grupo de investigadores ha usado esta paradoja cuántica para capturar el complejo funcionamiento interno del interior de las moléculas con mayor detalle que nunca.
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Durante años, se pensó que el Gato de Schrödinger era un experimento mental particularmente horrible. Como fue ideado originalmente por Erwin Schrödinger, implicaba poner un gato en una caja sellada y darle una probabilidad del 50/50 de estar expuesto al gas venenoso. Hasta que se abra la caja, el gato se considera vivo y muerto. Sin embargo, en los últimos años, los investigadores han demostrado que es más que un simple experimento mental: no solo pueden existir partículas en dos estados a la vez, sino que incluso pueden existir en dos lugares al mismo tiempo, informa Tia Ghose para LiveScience .
Este hecho ha llevado a algunos desarrollos interesantes. Los científicos del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC de la Universidad de Stanford utilizaron un láser óptico verde para dividir esencialmente una molécula de yodo en versiones de sí misma: un estado excitado y un estado no excitado. Luego, disparando pulsos de rayos X a las moléculas gemelas, el llamado "estado del gato", pudieron capturar ambas versiones en un "holograma de rayos X", escribe Jennifer Ouelette para Gizmodo . Al unir una serie de estas imágenes, los investigadores crearon un video stop-motion, escribe. Publicaron sus resultados en el servidor de preimpresión arXiv, un documento que desde entonces ha sido aceptado para su publicación por la revista Physical Review Letters.
"Vemos que comienza a vibrar, con los dos átomos girando uno hacia el otro como si estuvieran unidos por un resorte", dice Phil Bucksbaum, investigador de SLAC y profesor de Stanford en un comunicado. “Al mismo tiempo, vemos que el enlace entre los átomos se rompe y los átomos vuelan al vacío. Simultáneamente, los vemos conectados, pero se quedan un rato a cierta distancia el uno del otro antes de regresar. A medida que pasa el tiempo, vemos que las vibraciones se apagan hasta que la molécula está en reposo nuevamente ".
Todo esto sucede en una billonésima de segundo, pero podría conducir a nuevos desarrollos en la investigación cuántica. Al unir cada instantánea tomada por los pulsos de rayos X, los científicos pudieron crear una película muy detallada que mostraba ambos estados al mismo tiempo. Los investigadores incluso pueden usar esta técnica para crear secuencias detalladas a partir de datos recopilados en experimentos anteriores con física cuántica para tener otra idea de lo que está sucediendo dentro del estado del gato, informa Ouelette.
"Nuestro método es fundamental para la mecánica cuántica, por lo que estamos ansiosos por probarlo en otros sistemas moleculares pequeños, incluidos los sistemas involucrados en la visión, la fotosíntesis, la protección del ADN del daño de los rayos UV y otras funciones importantes en los seres vivos", dice Buckbaum en un comunicado.
Usando esta técnica, los investigadores pronto podrían obtener una nueva visión de cómo la física cuántica influye en los sistemas y procesos biológicos.
