Por qué el fotón pierde su pureza ✎

Original: "A gravitationally induced decoherence model for photons in the context of the relational formalism"
arXiv:2602.07622 · 2026-02-07 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 2 min
Las ondas gravitacionales borran la pureza cuántica del fotón, y por primera vez se ha calculado sin simplificaciones.

Un diapasón resuena con una sola nota hasta que el temblor del suelo lo roza. Un fotón en el espacio vacío se parece a ese diapasón: su polarización puede ser estrictamente vertical u horizontal, y eso es un estado cuántico puro. Pero el espacio que lo rodea no está vacío. Lo atraviesan ondas gravitacionales que estiran y comprimen todo lo que encuentran a su paso. La decoherencia es justamente ese instante en que el temblor del suelo empieza a desafinar el diapasón.

Antes, este proceso se calculaba para un objeto sin dirección. El fotón es más complicado: tiene polarización, y hay que vigilar que el cálculo no dependa de cómo miramos el sistema. Los científicos sortearon esa dificultad eligiendo como reloj el propio campo gravitacional. La idea es sencilla: el tiempo no lo marca un observador externo, sino el propio devenir de los acontecimientos.

La temperatura del fondo gravitacional en el modelo es de 0,9 kelvin. Es un poco más cálida que la radiación de fondo de microondas que quedó del Big Bang.

El resultado fue una ecuación que describe cómo el fotón va perdiendo poco a poco su pureza cuántica. No contiene las simplificaciones que suelen hacerse para que el cálculo resulte más fácil. Esto significa que la ecuación también sirve cuando el ruido gravitacional cambia con rapidez. Su utilidad práctica no llegará mañana, pero existe. Si se logra medir cómo el fondo gravitacional borra la pureza cuántica de un fotón individual, será una prueba de las ideas de la gravedad cuántica. Mientras tanto, el modelo nos recuerda algo: incluso en la habitación más vacía, el suelo siempre tiembla un poco.

La temperatura del fondo gravitatorio térmico en modelos cosmológicos se estima en 0.9 K, solo un poco por encima de la temperatura de la radiación cósmica de fondo.

Conceptos
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