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Quizá el lector/lectora de Unocero haya escuchado del gato de Schrödinger, un experimento mental en donde un gato está atrapado dentro de una caja que tiene un mecanismo que se activa si un átomo radiactivo decae, haciendo que se libere la radiación y el gato entonces muera. El acto de observar dentro de la caja colapsa la función de onda del átomo (que es una descripción matemática de su estado), de una superposición de estados a un estado definido, en donde el gato está muerto o vivo.

Schrödinger en este experimento pretendía mostrar que en un momento dado el gato está muerto y está vivo al mismo tiempo. Einstein decía que eso era ridículo y que simplemente lo que pasaba era que nos faltaba información. El asunto se complica más si pensamos que si vemos con frecuencia al gato (digamos miles de veces en un segundo), podríamos llevarlo a su triste destino de forma más lenta o, al contrario, acelerar su muerte. A esto se le llama efecto Zeno cuántico y es la aceleración del efecto cuántico anti-Zeno.

¿Podría estar Einstein equivocado?

Este efecto fue bautizado así con la analogía de la paradoja de la flecha, concebida por el filósofo griego Zeno: en un momento dado del tiempo, una flecha en vuelo está como suspendida en el aire, sin movimiento. ¿Cómo es que puede moverse? Similarmente, si un átomo es medido continuamente para ver en qué estado está, es decir, si sigue en su estado inicial, siempre se encontrará que está en dicho estado. ¿Cómo es que puede cambiar?

Lo interesante es que los efectos Zeno y anti-Zeno son reales y le ocurren a los átomos del mundo real. ¿Pero cómo es que esto ocurre? ¿Cómo podemos medir la ralentización o aceleración del decaemiento de un átomo radiactivo? Vamos, ¿qué es finalmente “medir”?

Los físicos responden: para obtener información sobre un sistema cuántico, el sistema debe estar fuertemente acoplado al entorno por un breve período de tiempo. De manera que la meta de la medida es obtener información, pero el fuerte acoplamiento al entorno significa que el acto de medir también disturba el sistema cuántico, o dicho en otras palabras, toda medición altera lo que se mide.

¿Pero qué pasa si el sistema es alterado pero no pasa información al mundo exterior? ¿Qué pasaría entonces? ¿Podría el átomo exhibir el efecto Zeno y anti-Zeno? Kater Murch, de un grupo de investigación de la Universidad de Washington en San Luis, ha explorado estas cuestiones con un átomo artificial llamado qubit. Para probar el rol de la medición del efecto Zeno, intentaron desarrollar una nueva de interacción para medir, que disturba el átomo pero no aprende nada sobre su estado, a lo cual le han llamado “cuasimedida”.

Sobre la paradoja del gato de Schrödinger

En un artículo del 14 de junio de este año, en el Physical Review Letters, estas cuasimedidas, como las medidas normales, causan en efecto Zeno, indican los investigadores. Potencialmente esto podría hacer que se entendiese mejor la naturaleza de las mediciones en la mecánica cuántica, lo que nos permitiría hallar nuevas formas de controlar los sistemas cuánticos. Podríamos entonces acelerar o ralentizar, vía las mediciones, que ocurriesen efectos y regresando al gato de Schrödinger, podríamos matarlo o dejarlo vivir por más tiempo.

Referencias: Phys.org  Quantum Zeno Effects from Measurement Controlled Qubit-Bath Interactions, Physical Review Letters (2017).

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