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Las fluctuaciones cuánticas llegan hasta nosotros

Han movido un espejo de 40 kilos, dejando constancia de su influencia


Las fluctuaciones cuánticas influyen en objetos pesados y a escala humana: movieron diez sexagésimas de metro un espejo de 40 kilos. A escala humana impactan lo mismo que un átomo, pero no lo notamos.



En la foto, un técnico de óptica de LIGO inspecciona uno de los espejos de LIGO. Crédito: Matt Heintze /Caltech/MIT/LIGO Lab
En la foto, un técnico de óptica de LIGO inspecciona uno de los espejos de LIGO. Crédito: Matt Heintze /Caltech/MIT/LIGO Lab
Las fluctuaciones cuánticas forman parte de la historia del universo: se cree que existían antes del Big Bang y que se amplificaron creando cúmulos, galaxias, estrellas y planetas.
 
Como parte del vacío cuántico, las fluctuaciones cuánticas también se han asociado con la posibilidad de transferir información entre el pasado y el futuro.
 
Una nueva investigación realizada en el observatorio de detección de ondas gravitatorias LIGO ha comprobado ahora que las fluctuaciones cuánticas influyen directamente en objetos materiales pesados.
 
Han movido un espejo de 40 kilos, que es mil millones de veces más pesado que los objetos nanométricos en los que se ha registrado también el impacto de las fluctuaciones cuánticas: el espejo se movió diez zeptómetros (diez sexagésimas de metro).
 
Explicado de manera sencilla, eso significa que el desplazamiento de un objeto físico pesado por la influencia de las fluctuaciones cuánticas es equivalente a la influencia que puede ejercer sobre el cuerpo humano un único átomo de hidrógeno (el cuerpo humano tiene alrededor de siete mil cuatrillones de átomos).
 
Vacío cuántico dinámico
 
Las fluctuaciones cuánticas surgen en el seno del así llamado vacío cuántico, un estado físico que contiene la menor energía posible.
 
En el interior de este vacío fluctúan ondas electromagnéticas de las que surgen las partículas: a partir ellas se construye la realidad que percibimos.
 
Ese frenesí, que oscila entre lo real y lo latente, genera un fondo de ruido cuántico cuyos efectos son demasiado sutiles para ser detectados en objetos cotidianos.
 
Escala humana
 
Ahora, gracias al experimento realizado en LIGO, sabemos que esas fluctuaciones cuánticas no son ajenas al mundo ordinario: pueden mover objetos pesados.
 
 "Lo especial de este experimento es que hemos visto efectos cuánticos en algo tan grande como un ser humano", explica Nergis Mavalvala, una de las autoras de esta investigación, en un comunicado.
 
Y añade: “Nosotros también, cada nanosegundo de nuestra existencia, estamos siendo golpeados por estas fluctuaciones cuánticas. Lo que pasa es que la agitación de nuestra existencia, nuestra energía térmica, es demasiado grande para que estas fluctuaciones cuánticas de vacío afecten a nuestro movimiento de manera medible.”

Derivada práctica
 
Añade que el principal resultado de su investigación es haber conseguido medir el impacto de las fluctuaciones cuánticas en objetos materiales: aislaron los espejos de cualquier otra perturbación para que quedara a la vista la influencia de la dinámica del vacío cuántico.
 
La medición obtenida se corresponde con lo que establece la mecánica cuántica, pero los investigadores destacan su sorpresa por confirmarlo en un objeto tan grande.
 
El descubrimiento tiene una derivada práctica, destacan los investigadores: el aislamiento conseguido para obtener una medición más precisa que el límite cuántico estándar, ayudará a LIGO a detectar fuentes de ondas gravitacionales más leves y distantes.

Referencia

Quantum correlations between light and the kilogram-mass mirrors of LIGO. Haocun Yu et al. Nature volume 583, pages43–47(2020). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2420-8



Viernes, 3 de Julio 2020
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