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Observando efectos cuánticos macroscópicos en la oscuridad

Observando efectos cuánticos macroscópicos en la oscuridad

Los científicos dirigidos por Oriol Romero-Esart del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica (IQOQI) de la Academia Austriaca de Ciencias (ÖAW) y el Departamento de Física Teórica de la Universidad de Innsbruck proponen realizar un experimento. En esta configuración, una nanopartícula suspendida y enfriada ópticamente evoluciona en un potencial no óptico (“oscuro”) formado por fuerzas electrostáticas o magnéticas. Se espera que este proceso produzca de manera eficiente un estado de superposición cuántica a gran escala.

Utilizando luz láser, los investigadores han desarrollado un método para enfriar una pequeña esfera de vidrio al estado de energía más bajo posible. Sin embargo, cuando estos campos se dejan en paz, se calientan debido a las interacciones con las moléculas de aire y la luz dispersa, expulsándolos del reino cuántico.

Para solucionar este problema, los científicos proponen permitir que la bola se desarrolle sin luz, guiada únicamente por fuerzas electrostáticas o magnéticas irregulares. Esta evolución se produce lo suficientemente rápido como para evitar el calentamiento de las moléculas de gas perdidas y presenta propiedades cuánticas distintas.

En este estudio, los científicos abordaron los desafíos prácticos de experimentos de este tipo. Estos desafíos incluyen la necesidad de realizar experimentos rápidos, minimizar el uso de luz láser para evitar la decoherencia y la capacidad de repetir rápidamente experimentos usando la misma partícula. Estos factores son vitales para reducir la influencia del ruido de baja frecuencia y otros errores sistemáticos.

La propuesta ha sido objeto de extensas discusiones con los socios piloto de Q-Xtreme, un proyecto ERC Synergy Grant apoyado financieramente por la Unión Europea.

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El equipo teórico de Oriol Romero-Essart Él dijo, «El método propuesto es compatible con los desarrollos actuales en sus laboratorios y pronto podrán probar nuestro protocolo con partículas térmicas en el régimen clásico, lo que será muy útil para medir y reducir las fuentes de ruido cuando el láser esté apagado».

«Creemos que, aunque el experimento cuántico definitivo será inevitablemente difícil, debería ser posible porque cumple con todos los criterios necesarios para preparar estos estados macroscópicos de superposición cuántica».

Referencia de la revista:

  1. M. Roda-Llordes, A. Riera-Campeny, D. Candoli, P. T. Grochowski y O. Romero-Isart. Superposiciones cuánticas macroscópicas mediante dinámica a potenciales de doble pozo amplios. Física. Rev. iluminado. Identificación digital: 10.1103/PhysRevLett.132.023601