El gato de Schrödinger pasó de ser una paradoja mental a ser una realidad con experimentos usando la luz cuántica
La luz cuántica podría convertirse en una herramienta para generar estados de la materia imposibles.
El famoso experimento mental del gato de Schrödinger, creado en 1935, ha trascendido la física para instalarse en la cultura popular.
Hoy, un grupo de investigadores propone llevarlo más allá de la metáfora: demostrar que la luz cuántica puede transferir su carácter dual a los electrones de la materia, tal como se señala en su estudio “Inducción de estados de gato macroscópicos de electrones en desequilibrio mediante irradiación de luz de estado de gato y mediciones proyectivas”.
El gato de Schrödinger
El físico Erwin Schrödinger ideó su paradoja para evidenciar lo extraño que resulta el formalismo cuántico aplicado a la vida cotidiana. En su ejemplo, un átomo radiactivo podía desintegrarse o no, y de ese azar dependía la vida de un gato dentro de una caja. Así, antes de abrirla, el animal estaba vivo y muerto al mismo tiempo.
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Hoy en día, “estado de gato” se usa en sentido técnico para describir superposiciones cuánticas de gran tamaño. Según el artículo científico:
Un estado de gato consiste en una superposición coherente de dos estados macroscópicamente distinguibles”.
Ya no hablamos de animales, sino de electrones, fotones o materiales que ocupan simultáneamente configuraciones diferentes.
¿Qué descubrieron los investigadores en su nuevo estudio?
El avance más relevante del trabajo es que estas superposiciones ya no se limitan a sistemas pequeños, sino que pueden aplicarse a sólidos con muchos electrones.
Los autores señalan que “la irradiación con un campo de luz en estado de gato permite proyectar superposiciones macroscópicas en la materia”.
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Esto implica que la luz, preparada en un estado cuántico especial, puede transferir sus propiedades a los electrones de un material. No se trata de luz común, como la de un láser, sino de un campo luminoso en “estado de gato de Schrödinger de la luz”.
¿Por qué es importante que la luz transfiera propiedades cuánticas?
La propuesta coloca a la luz en un papel activo y creativo. Los investigadores explican que “la proyección de superposiciones de luz en sistemas de electrones permite preparar estados que no son accesibles con irradiación clásica”.
Este mecanismo conecta dos ramas distintas: la óptica cuántica, enfocada en fotones, y la física de la materia condensada, centrada en electrones.
Con ello, la luz cuántica podría convertirse en una herramienta para generar estados de la materia imposibles de lograr por otros medios.
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¿Qué retos enfrenta este avance?
Uno de los mayores obstáculos en sistemas grandes es la decoherencia, un proceso que destruye las superposiciones cuánticas y devuelve el sistema a un estado clásico.
La novedad de este estudio radica en que la luz ya contiene la superposición, lo que facilita su transferencia a los electrones y aumenta la posibilidad de que el estado se conserve el tiempo suficiente para ser medido.
Los autores destacan que:
La irradiación con estados de gato ofrece una vía para preparar superposiciones electrónicas robustas en sólidos”.
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Posibles aplicaciones prácticas
El control de superposiciones cuánticas en sólidos podría tener usos en:
- Computación cuántica: Los estados de gato ya se usan para corregir errores en el procesamiento de información. Si se logran en sólidos, podrían servir para crear qubits más estables.
- Nuevas fases electrónicas: La proyección de superposiciones permitiría diseñar estados inéditos de la materia, inducidos por luz cuántica.
- Ingeniería de materiales: La luz puede ajustarse en frecuencia, intensidad y polarización, lo que abre un abanico amplio de posibilidades para manipular diferentes materiales.
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¿Qué sigue para esta investigación?
El trabajo no se queda en teoría. Los autores describen materiales y parámetros que podrían usarse en experimentos reales, con tecnología disponible en laboratorios avanzados.
Nuestro esquema es directamente accesible con la tecnología actual de óptica cuántica y sistemas electrónicos”, puntualizan.
Esto significa que no será necesario esperar décadas.
En los próximos años podrían observarse gatos cuánticos electrónicos en experimentos, lo que marcaría un antes y un después en la relación entre luz y materia.
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