En las escalas más pequeñas, nuestra percepción intuitiva de la realidad deja de aplicarse. La física parece ser indecisa, una verdad que se hace más evidente al examinar las partículas que constituyen nuestro universo.
Para comprender mejor este fenómeno, los físicos desarrollaron un nuevo marco basado en la probabilidad en lugar de la certeza: la teoría cuántica. Esta describe fenómenos como el entrelazamiento y la superposición.
A pesar de un siglo de experimentos que demuestran la utilidad de la teoría cuántica, es difícil abandonar nuestra visión clásica de los bloques constructivos del universo como elementos fiables en el tiempo y el espacio. Incluso Einstein cuestionaba si la Luna está ahí cuando no la observamos.
El experimento
Muchos físicos han buscado si la física macroscópica puede explicar la física cuántica. Un nuevo estudio ha determinado que la respuesta es negativa. Específicamente, los neutrones en un interferómetro de neutrones pueden existir en dos lugares a la vez, algo imposible bajo la física clásica. El experimento fue publicado en Physical Review Letters.
El experimento se basa en la desigualdad de Leggett-Garg, que afirma que un sistema siempre está en uno u otro de los estados disponibles. Los sistemas macroscópicos obedecen esta desigualdad, pero los sistemas cuánticos la violan, permitiendo la superposición cuántica.
Elisabeth Kreuzgruber de la Universidad Tecnológica de Viena compara esta idea con la más famosa desigualdad de Bell, que se refiere a la relación entre partículas entrelazadas. La desigualdad de Leggett-Garg se enfoca en un solo objeto y su estado en diferentes puntos en el tiempo.
El interferómetro de neutrones implica disparar un haz de neutrones que se divide en dos caminos, los cuales se recombinan después. La desigualdad de Leggett-Garg sostiene que una medición en un sistema binario simple puede dar dos resultados correlacionados hasta cierto punto. En sistemas cuánticos, esta desigualdad no se aplica, permitiendo correlaciones por encima del umbral.
Resultados
Richard Wagner de la Universidad Tecnológica de Viena explica que para probar el realismo macroscópico se necesita un objeto de tamaño comparable a los objetos cotidianos. En el experimento, la separación entre las dos partes del haz de neutrones es macro en comparación con lo cuántico.
Niels Geerits, también de la Universidad Tecnológica de Viena, señala que cada neutrón viaja por ambos caminos simultáneamente, aunque separados por varios centímetros, lo cual es grande para los estándares cuánticos. Las mediciones demostraron correlaciones demasiado cercanas para ser explicadas por la física clásica.
El experimento confirma que la naturaleza es tan extraña como afirma la teoría cuántica. Stephan Sponar concluye que ninguna teoría clásica macroscópica puede explicar la realidad sin la física cuántica.