La distinción entre el mundo ordinario y el reino cuántico sigue siendo borrosa. A medida que aumenta el volumen de un objeto, su localidad aumenta a medida que su movimiento se enfría hasta el cero absoluto y se producen transformaciones cuánticas. Investigadores dirigidos por Oriol Romero-Isart del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica (IQOQI) de la Academia de Ciencias de Austria (ÖAW) y el Departamento de Física Teórica de la Universidad de Innsbruck propusieron un esquema experimental.
En este experimento, las nanopartículas levitadas ópticamente, después de enfriarse hasta su estado fundamental, evolucionan en un potencial no óptico ("oscuro") generado por fuerzas electrostáticas o magnéticas. Esta evolución en el potencial oscuro promete producir de forma rápida y fiable estados de superposición cuántica macroscópica.
Los láseres pueden enfriar esferas de vidrio de tamaño nanométrico hasta su estado fundamental de movimiento. Si se permite que dicha bola de vidrio exista sola, se calentará rápidamente y abandonará el estado cuántico bajo el bombardeo de moléculas de aire y la dispersión de la luz incidente, limitando así el control cuántico. Para evitarlo, los investigadores proponen dejar que la esfera de vidrio evolucione en la oscuridad, con la luz apagada y guiada únicamente por fuerzas electrostáticas o magnéticas no uniformes. Esta velocidad de evolución no sólo es lo suficientemente rápida como para evitar que las moléculas de gas perdidas se calienten, sino que también desacopla la localización extrema y caracteriza firmas cuánticas inequívocas.
Un artículo reciente publicado en Physical Review Letters también analiza cómo esta sugerencia elude los desafíos prácticos de tales experimentos. Estos desafíos incluyen la necesidad de realizar experimentos rápidos, el uso mínimo de láseres para evitar la decoherencia y la capacidad de repetir rápidamente experimentos con la misma partícula. Estas consideraciones son fundamentales para mitigar los efectos del ruido de baja frecuencia y otros errores del sistema.
Esta propuesta se ha debatido ampliamente con socios experimentales en Q-Xtreme, un proyecto cofinanciado por ERC y financiado por la Unión Europea.
El equipo teórico de Oriol-Romero-Isat dijo: "El método que proponemos es consistente con los desarrollos actuales en su laboratorio, y pronto deberían poder probar nuestro protocolo con partículas calientes en un sistema clásico, lo que será muy útil para medir y minimizar las fuentes de ruido cuando el láser esté apagado. Creemos que, aunque el experimento cuántico final será inevitablemente desafiante, debería ser factible porque cumple con todos los criterios necesarios para la preparación de estos estados de superposición cuántica macroscópica".
Fuente compilada: ScitechDaily