Un experimento constata de nuevo que la realidad cuántica no existe hasta que se mide

La extraña naturaleza de la realidad, tal y como la establece la teoría cuántica, ha sobrevivido a otra prueba, dado que los científicos han realizado un famoso experimento y demostrado que la realidad no existe hasta que se mide. Los físicos de la Universidad Nacional de Australia (ANU) han llevado a cabo el experimento de elección retardada, pensado por John Wheeler, que consiste en que a un objeto en movimiento se le da la opción de actuar como una partícula o una onda. El experimento de Wheeler se pregunta: ¿Y en qué momento decide el objeto?

El sentido común dice que el objeto es o bien onda o bien partícula, independientemente de cómo lo medimos. Pero la física cuántica predice que observar el comportamiento ondulatorio (interferencia) o el comportamiento de partícula (sin interferencias) depende sólo de la forma en que se mida, al final de su viaje. Esto es exactamente lo que encontró el equipo de ANU.

«Esto demuestra que la medición es todo. A nivel cuántico, la realidad no existe si no estás mirando», dice el profesor Andrew Truscott, de la Escuela de Investigación de Física e Ingeniería de ANU, en la nota de prensa de ésta.

A pesar del misterio aparente, los resultados confirman la validez de la teoría cuántica, que rige el mundo de lo muy pequeño, y ha permitido el desarrollo de muchas tecnologías como LED, láser y chips de computadora.

El equipo de ANU no sólo tuvo éxito en la construcción del experimento, que parecía casi imposible cuando se propuso en 1978, sino que invirtió el concepto original de Wheeler de haces de luz que rebotaban en espejos, y en su lugar utilizó átomos dispersos por luz láser.

Las predicciones de la física cuántica sobre la interferencia parecen bastante extrañas cuando se aplican a la luz, que se parece más a una onda, pero haber hecho el experimento con los átomos, que son objetos complicados que tienen masa e interactúan con los campos eléctricos y demás, se suma a la extrañeza», dice Roman Khakimov, estudiante de doctorado.

El futuro afecta al pasado

El equipo del profesor Truscott primero atrapó una colección de átomos de helio en un estado de suspensión conocido como condensado de Bose-Einstein, y luego los expulsó hasta que sólo quedó un átomo.

Entonces dejaron caer ese único átomo a través de un par de rayos láser que se propagaban en dirección contraria, y que formaban un patrón de rejilla que actuaba como encrucijada, de la misma forma que una rejilla sólida dispersaría la luz.

Una segunda rejilla de luz para recombinar los caminos se añadió en algunos casos, al azar, lo que provocó una interferencia constructiva o destructiva, como si el átomo hubiera viajado por ambos caminos -actuando como onda-. Cuando no se añadía la segunda rejilla de luz, no se observaba ninguna interferencia, como si el átomo hubiera elegido un solo camino -actuando como partícula-.

Sin embargo, el número aleatorio que determinaba si se añadía o no la segunda rejilla solamente se generaba después de que el átomo hubiera pasado a través de la encrucijada.

Si se opta por creer que el átomo realmente tomó un camino o los dos caminos entonces uno tiene que aceptar que una medida futura está afectando al pasado del átomo, dice Truscott. «Los átomos no viajaron de A a B. No fue hasta que se midieron, al final del viaje, que existió el comportamiento ondulatorio o de partícula».

Referencia bibliográfica:

A. G. Manning, R. I. Khakimov, R. G. Dall, A. G. Truscott: Wheeler’s delayed-choice gedanken experiment with a single atom. Nature Physics (2015). DOI: 10.1038/nphys3343.