HALLAZGO REVOLUCIONARIO

Investigadores de BCN burlan una ley básica de la física

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icoy37769484 principio de heisenberg170322182112 / ICFO

MICHELE CATANZARO

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Antes le tocó a Einstein y ahora a Heisenberg. Un grupo de investigadores del Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) de Castelldefels no para de poner en cuestión el punto de vista de los padres de la física moderna.

En 2015, el equipo contribuyó a desmentir la asunción defendida con más ahínco por Einstein: lo hizo por medio del “test de Bell” más avanzado, un experimento que las principales revistas científicas destacaron entre los hitos del año.

Ahora, miembros de ese mismo grupo han puesto en cuestión el principio de incertidumbre de Heisenberg, tal y como informa un artículo publicado en la revista 'Nature'.

Ese principio es un pilar de la física cuántica, la teoría que describe el mundo de las partículas microscópicas. Hasta ahora, imponía un límite infranqueable a la precisión de instrumentos como los dispositivos de resonancia magnética, empleados en los hospitales, o los relojes atómicos, necesarios para el funcionamiento del GPS.

No obstante, el equipo del ICFO ha conseguido burlar ese límite, al medir una señal magnética con una precisión hasta ahora prohibida. ¿Se va al traste el principio de Heisenberg? No. Lo que ha hecho el grupo es encontrar una manera astuta de llevar a cabo esa medida: toda la incertidumbre se confina en una variable poco interesante, mejorando la precisión de las más informativas.

LOS PRIMEROS

“Hace años que los científicos le dan vueltas a como eludir el principio de Heisemberg. Nuestro sistema experimental es el primero en conseguirlo”, explica Giorgio Colangelo, uno de los autores del trabajo.

Según el principio de incertidumbre, los elementos del mundo microscópico son tan difíciles de agarrar como unas anguilas. Si uno quiere determinar la posición exacta de un electrón, no puede determinar a la vez su velocidad. Si se centra en la velocidad, entonces pierde el control de la posición. Si quiere saber la amplitud de una onda electromagnética, no puede saber su fase, y viceversa.

“Nuestro cerebro emite campos magnéticos. Cuando se miden por resonancia magnética, la sensibilidad está limitada por las leyes de la física cuántica. Aunque se usara un instrumento muy preciso, existiría ese límite fundamental”, explica Colangelo.

En el experimento, el instrumento de medida no es un dispositivo hospitalario, sino una gota de 2 millones de átomos de rubidio enfriados a millonésimas de grados por encima del cero absoluto (273 grados bajo cero, la menor temperatura posible).

Expuestos a un campo magnético, los átomos reorientan su spin (una medida de su rotación) como unos pequeños imanes. Los científicos disparan pulsos de láser en los átomos y analizan la luz saliente, para averiguar las posiciones de su spin, y de rebote deducir los rasgos del campo magnético al cual están expuestos.

EL TRUCO

Hasta ahora, el principio de incertidumbre fijaba un máximo de precisión en la medida del spin. Sin embargo, los investigadores han descubierto un truco. “Se puede preparar el sistema de átomos de tal manera que los spin estén todos en un plano”, explica Morgan Mitchell, jefe del grupo del ICFO. Al confinar los pequeños imanes en un una superficie, se pueden medir con exactitud sus propiedades en esas dos dimensiones, y concentrar la incertidumbre en la tercera, que en este caso no aporta ninguna información.

“Es un trabajo importante”, comenta Ramón Corbalán, profesor emérito de física de la Universitat Autònoma de Barcelona, no implicado en el experimento. “La física hace posibles cosas que se consideraban imposibles: el incremento de precisión llevará a descubrir nueva información”, concluye.

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