Un experimento con electrones parcialmente entrelazados constata la isotropía con mayor precisión que nunca
Un experimento realizado en la Universidad de California en Berkeley (EE.UU.) ha comprobado con más precisión que nunca la isotropía del espacio, es decir, que sus características son las mismas en todas las direcciones. El experimento es similar al famoso de Michelson y Morley, realizado en 1887, y que descartó la existencia del éter, con la diferencia de que, en lugar de fotones, esta vez se han utilizado electrones de iones de calcio parcialmente entrelazados, como en un ordenador cuántico.
Un nuevo experimento realizado por físicos de la Universidad de California en Berkeley (EE.UU.) ha utilizado átomos parcialmente entrelazados -idénticos a los qubits de un ordenador cuántico- para demostrar que esto es cierto, con mayor precisión que nunca: hasta una parte en un trillón.
El experimento clásico que inspiró a Albert Einstein fue realizado en Cleveland por Albert Michelson y Edward Morley en 1887 y refutó la existencia de un «éter» que impregnara el espacio, a través del cual se pensaba que se movía la luz, como una ola a través del agua. Lo que también probó el experimento, explica Hartmut Häffner, profesor asistente de física en Berkeley, es que el espacio es isótropo y que la luz viaja a la misma velocidad hacia arriba, hacia abajo y hacia los lados.
«Michelson y Morley demostraron que el espacio no se aprieta», señala Häffner en la información de UC Berkeley. «Esta isotropía es fundamental para toda la física, incluyendo el Modelo Estándar. Si le quitas la isotropía, todo el Modelo Estándar se derrumbará. Esa es la razón de que la gente está interesada en probarla».
El Modelo Estándar
El Modelo Estándar de la física de partículas describe cómo interactúan todas las partículas fundamentales, y requiere que todas las partículas y campos sean invariantes bajo transformaciones de Lorentz, y en particular, que se comporten de la misma manera sin importar en qué dirección se mueven.
Häffner y su equipo llevaron a cabo un experimento análogo al de Michelson-Morley, pero con electrones en lugar de fotones de luz. En una cámara de vacío él y sus colegas aislaron dos iones de calcio, parcialmente entrelazados como en un ordenador cuántico, y luego observaron las energías de los electrones de los iones durante las 24 horas de rotación de la Tierra.
Si el espacio se apretara en una o más direcciones, la energía de los electrones cambiaría cada 12 horas. No ocurrió así, lo que demuestra que el espacio es de hecho isotrópico hasta la trillonésima parte, una precisión 100 veces mayor que la de los experimentos previos realizados con electrones, y cinco veces mejor que los experimentos como el de Michelson y Morley, que utilizan la luz.
Los resultados refutan al menos una de las teorías que extiende el Modelo Estándar asumiendo cierta anisotropía del espacio, añade Häffner. La investigación aparece hoy en la revista Nature.
A Häffner se le ocurrió la idea de utilizar iones entrelazados para probar la isotropía del espacio, mientras construía ordenadores cuánticos, lo cual implica el uso de átomos ionizados como bits cuánticos, o qubits, entrelazar las funciones de onda de sus electrones, y obligarles a evolucionar para hacer cálculos que no son posibles con las computadoras digitales de hoy en día. Se le ocurrió que dos qubits entrelazados podrían servir como detectores sensibles de ligeras perturbaciones en el espacio.
«Yo quería hacer el experimento, porque pensé que era elegante y que sería estupendo aplicar nuestros ordenadores cuánticos a un campo completamente diferente de la física», recuerda. «Pero yo no pensaba que fuéramos a ser competitivos con los experimentos de quienes trabajan en este campo. Eso fue totalmente inesperado.»
Häffner tiene la esperanza de hacer detectores de computadoras cuánticas más sensibles usando otros iones, como iterbio, para conseguir una medición de la simetría de Lorentz 10.000 veces más precisa todavía. También está explorando con sus colegas futuros experimentos para detectar las distorsiones espaciales causadas por los efectos de las partículas de materia oscura, que son un completo misterio a pesar de que suponen el 27 por ciento de la masa del universo.
«Por primera vez hemos utilizado herramientas de información cuántica para realizar una prueba de simetrías fundamentales, es decir, hemos diseñado un estado cuántico que es inmune al ruido habitual pero sensible a los efectos de violación de Lorentz«, explica Häffner. «Nos sorprendió que el experimento llegara a funcionar, y ahora tenemos al alcance un método nuevo y fantástico que puede ser utilizado para hacer mediciones muy precisas de las perturbaciones del espacio.»
T. Pruttivarasin, M. Ramm, S. G. Porsev, I. I. Tupitsyn, M. S. Safronova, M. A. Hohensee, H. Häffner. Michelson–Morley analogue for electrons using trapped ions to test Lorentz symmetry. Nature (2015). DOI: 10.1038/nature14091
«Una cuarta operación en la franja de Gaza es inevitable, así como una tercera guerra con el Líbano es inevitable», ha afirmado hoy el ministro de Exteriores israelí, Avigdor Lieberman al digital israelí Ynet.
Las lunas llenas se forman cuando el Sol y la Luna se encuentran opuestos en el firmamento, por tanto activando una angularidad astrológica representada por signos en oposición. Como estamos en Febrero y el Sol se encuentra, según la Astrología tropical, en Acuario, entonces la Luna estará a partir del lunes 2, en el signo de Leo, para llegar a su oposición al Sol a los 14º 48′ entre los días 3 y 4, dependiendo donde te encuentres en el planeta.
Los padres de Camilla Lisant, que han dedicado toda su vida al estudio del cáncer, han preguntado, por curiosidad, a su hija de ocho años, como curaría la enfermedad. La niña pensó un rato y contestó que con antibióticos, «igual que le curan el dolor de la garganta».
BERLÍN.- El presidente del Parlamento Europeo, Martin Schulz, aconsejó al nuevo gobierno griego del primer ministro Alexis Tsipras dejar de atacar a la canciller alemana, Angela Merkel, y buscar una respuesta conjunta a los problemas de Grecia. «Le recomendé enfáticamente bajar el tono. No le aporta nada», dijo Schulz al dominical «Welt am Sonntag» de hoy. «A fin de cuentas, es el gobierno alemán, entre otros, el que tendrá que ayudarlo». Schulz consideró que a algunas personas puede gustarles la idea de «golpear» a los alemanes. 
WASHINGTON.- La pequeña marmota Phil se dispone a defender mañana su título de meteorólogo favorito de Estados Unidos. Pero pese a ser el animal oráculo más conocido, sus aciertos a lo largo de la historia dejan mucho que desear. Y además le está surgiendo competencia en el reino animal. Como cada año, mañana lunes los ojos de Estados Unidos se volverán hacia la pequeña ciudad de Punxsutawney, en Pensilvania, conocida por su famosa marmota y por sus predicciones meteorológicas, aunque con frecuencia equivocadas.