- Los científicos han propuesto una nueva prueba para ayudar a arrojar algo de luz sobre la gravedad cuántica.
- La gravedad es la única fuerza importante del universo que no encaja en nuestro marco cuántico actual, lo que impulsa la búsqueda de una gran teoría unificada de la física.
- La nueva prueba no sería una prueba ni una comprensión completa de la gravedad cuántica, pero sería un gran paso en la dirección correcta, si podemos lograrlo.
Casi todo lo que sabemos sobre el universo se reduce a las reglas de la mecánica cuántica. Casi todo puede describirse como campos ( el electromagnetismo , las fuerzas nucleares fuerte y débil) y materia, y poco a poco hemos ido reconstruyendo nuestra comprensión fundamental del cosmos a partir de estos elementos básicos.
Es decir, salvo por un gran ladrillo verde neón en la rústica y uniforme pared de la física: la gravedad. La gravedad, hasta donde hemos podido demostrar, no es cuántica, aunque teóricamente debería serlo. Las mentes científicas más brillantes del mundo todavía no tienen una descripción cuántica de la gravedad, normalmente llamada simplemente “ gravedad cuántica ”. La mejor manera de describirla en este momento es a través de la relatividad general, y la desconexión entre la gravedad clásica y todos nuestros campos cuánticos conocidos es la razón por la que la gente sigue buscando febrilmente una gran teoría unificada de la física. Vemos que la gravedad y los campos cuánticos trabajan juntos, por lo que las reglas también deberían funcionar juntas.
La propuesta se basa en la idea de que, en lugar de intentar demostrar la gravedad puramente cuántica, podríamos al menos refutar la gravedad puramente clásica demostrando que la medición de esta fuerza sigue al menos una regla cuántica: la superposición . Los científicos sugieren crear un cristal diminuto (hablamos de un tamaño de apenas nanómetros) y colocarlo en un estado de superposición, un estado cuántico en el que un objeto (normalmente una partícula) está en dos lugares a la vez hasta que se lo mide.
Ahora bien, la superposición se ha utilizado para comprobar la gravedad cuántica , pero los autores de este nuevo artículo sostienen que la observación del fenómeno no es suficiente. “Como la mecánica cuántica no se define únicamente por el principio de superposición, sino que también requiere la unitaridad de la evolución y el postulado de la medición”, escribieron los autores. “Ser testigo del entrelazamiento […] implicará que la gravedad se describe ya sea por la mecánica cuántica o por una teoría no clásica (desconocida) que obedece al principio de superposición. Para saber si la gravedad es realmente cuántica, necesitamos comprobar otros postulados de la mecánica cuántica para la gravedad”.
Así pues, decidieron ir un paso más allá, pero aún así tenían la intención de empezar con la superposición. Una vez que se ha inducido el estado de superposición, se deben seguir dos caminos. En el primer camino, para establecer una especie de grupo de control, se mide el cristal en estado de superposición y se registra su estado final. En el segundo camino, se introduce otro nanocristal en la mezcla lo suficientemente cerca del primero como para que haya una fuerza gravitatoria muy débil entre los dos cristales .
La gravedad de ese segundo cristal debería (en teoría) ser sentida por el primer cristal en la superposición. Según un artículo destacado de la investigación en la revista Nature , ese comportamiento » mediría efectivamente la masa del primer [cristal]». Luego, los investigadores medirían ese primer cristal nuevamente y verían si su estado final era diferente de cuando se midió antes de la intervención del segundo cristal, un efecto causado por un fenómeno conocido como «perturbación inducida por medición cuántica», que solo ocurre si hay efectos cuánticos en juego.
Según Nature, si el estado es de hecho diferente, sería “una primera prueba de que la gravedad tiene de hecho una naturaleza cuántica”. Es complicado, nunca se ha hecho, es increíblemente vanguardista y (críticamente) no es la teoría completa de la gravedad cuántica que esperamos descifrar en algún momento. Como escribieron los autores en el artículo, “añadir esta prueba a [las pruebas existentes de los efectos de la superposición sobre la gravedad] nos llevará hacia una demostración más completa de la gravedad como una entidad cuántica”.
Pero si funciona, sería un excelente siguiente paso. Esperemos que tenga éxito .
https://www.popularmechanics.com/science/a62885002/quantum-gravity-superpostion/