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Penrose pretende abrir el camino a la superposición de estados a nivel humano

Roger Penrose y otros científicos preparan un nuevo experimento para determinar si el universo cotidiano puede comportarse como el mundo cuántico, en el que las leyes físicas se diluyen. Ya se ha comprobado que algunos grupos de hasta 70 átomos pueden comportarse como objetos cuánticos y ahora pretenden descubrir si algunos objetos del tamaño de una célula son susceptibles de estos comportamientos en determinadas condiciones, lo que abriría la puerta a la superposición de estados a nivel animal e incluso humano. Por Eduardo Martínez.

Penrose pretende abrir el camino a la superposición de estados a nivel humano

Primero fue descubrir que los objetos cuánticos, aquellos que sólo podemos describir como pequeñas cantidades de energía, funcionaban a su aire, sin cumplir los requisitos del mundo macroscópico en lo que respecta a ocupar un preciso lugar en el espacio (principio de incertidumbre), discurrir del presente al futuro (la flecha del tiempo), o estar en dos estados diferentes y contradictorios a la vez (gato de Schrödinger).

Después de mucho deliberar, asumimos finalmente que el universo cuántico era muy particular y que, afortunadamente, en el espectro macroscópico, en el de las hamburguesas y los pollos, el universo era coherente con nuestra concepción del mundo.

Sin embargo, nuestras sorpresas sólo habían comenzado. Anton Zeilinger pudo comprobar la década pasada que agrupaciones de hasta 70 átomos, lo que en términos cuánticos equivale a una catedral o una gran ciudad, pueden comportarse también como elementos cuánticos, es decir, como si las leyes físicas no existieran.

No contentos con este desconcierto, según cuenta la revista Science, ahora Roger Penrose y otros científicos se proponen descubrir si un objeto del tamaño de una célula puede sufrir una superposición de estados, lo que equivaldría a demostrar que objetos de gran tamaño (como un ratón o una persona) pueden trascender también las limitaciones de la física convencional.

Gran superposición

Lo que se proponen concretamente, según explican en un artículo publicado en arXiv:quant-ph, es conseguir una superposición de estados a gran escala. Es como convertir en real al gato de Schrödinger, que explica metafóricamente la capacidad de un objeto cuántico de estar en dos estados opuestos al mismo tiempo.

Erwin Schrödinger imaginó a comienzos del siglo XX la metáfora de un gato encerrado en una caja que contiene además un átomo de uranio radioactivo y un detector. En cualquier momento, el átomo de uranio puede desintegrarse y expulsar un electron que accionará al detector, el cual dejará caer un martillo que liberará un veneno mortal para el gato.

La física cuántica dice al respecto que el electrón del que depende la vida del gato puede existir en dos estados superpuestos, uno en el interior del átomo de uranio y otro fuera, por lo que el gato, realmente, está vivo y muerto al mismo tiempo.

Este ejemplo es una manera de explicar la paradoja de lo que ocurre a niveles cuánticos, que concierne únicamente a pequeñas partículas como los átomos y los fotones. Sin embargo, los físicos siempre se han preguntado por qué si estas cosas ocurren a nivel cuántico, que por otro lado es el mundo que soporta la realidad de nuestro universo, no pueden conseguirse también a mayor escala.

Llegar más lejos

Esta incógnita les ha llevado a imaginar estados de superposición con objetos mayores, primero con células, luego con espejos, más tarde con ratones y, por qué no, también con seres humanos, si bien nadie sabe todavía si este proyecto es realizable.

Roger Penrose, de la Universidad de Oxford, y Dik Bouwmeester, de la Universidad de Santa Bárbara en California, están reuniendo ahora los componentes del experimento, que necesita vacío absoluto, bajas temperaturas y aparatos de medida muy sofisticados.

El experimento que preparan consiste en dividir un rayo de luz y en redirigir sus dos mitades hacia dos espejos del tamaño de 10 microns, equivalentes a las dimensiones de una célula sanguínea.

Lo que se trata de determinar es si los espejos que reciben y reflejan estos fotones reaccionan a estos impulsos y si esta reacción se superpone con un estado de no influencia, reflejando de esta forma el comportamiento cuántico de los fotones. También pretenden medir el tiempo que dura la superposición de los estados de los espejos, si es que realmente se produce.

De momento sólo existen las células de Zeilinger que se comportan como partículas subatómicas y el proyecto de Penrose de testar si espejos de mayor tamaño son susceptibles también de mostrar estados de superposición como el del gato de Schrödinger.

Habrá que esperar a ver el resultado del experimento porque, si los espejos entran en un estado mesurable de superposición, nada impedirá en el futuro seguir experimentando con objetos mayores. Y si esto se consigue, será mucho más importante y tendrá aún mayores consecuencias que lo que supuso el establecimiento y descripción de la física cuántica a comienzos del siglo XX.

Eduardo Martínez de la Fe

Eduardo Martínez de la Fe, periodista científico, es el Editor de Tendencias21.

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