Cómo atrapar la gravedad cuando esta destroza el mundo cuántico
Cuando un espejo masivo se encuentra en un estado cuántico, todas sus posiciones y velocidades posibles se pueden representar como una elipse de goma. La decoherencia gravitacional es el proceso por el cual la gravedad va aplastando poco a poco esa elipse, convirtiéndola de una figura nítida en una mancha borrosa. Antes no estaba claro con qué precisión se podía medir ese aplastamiento ni qué estados cuánticos eran los más adecuados para lograrlo.
Los científicos estudiaron un sistema optomecánico, es decir, un dispositivo donde la luz interactúa con un espejo en movimiento. Probaron distintos tipos de estados cuánticos de la luz que sirven como sondas. Resultó que en tiempos cortos (unos 2 segundos) los más indicados son los estados de vacío comprimido: permiten medir la decoherencia gravitacional con una precisión 2.5 veces mayor que los estados coherentes habituales. Pero los estados comprimidos se deterioran más rápido por culpa de ese mismo ruido gravitacional, y ya a los 10 segundos los estados coherentes pasan a ser mejores.
Este trabajo ofrece por primera vez una receta precisa para los experimentos: qué estados de luz usar y en qué momento, para medir la decoherencia gravitacional con la mayor exactitud posible. Es un paso importante hacia la verificación de los efectos cuánticos de la gravedad en el laboratorio.
La velocidad de decoherencia gravitacional para un espejo con una frecuencia de 1 Hz es de apenas 10⁻⁸ s⁻¹, lo que corresponde a un tiempo de decoherencia de unos 3 años. A modo de comparación, la decoherencia térmica a temperatura ambiente ocurre en milisegundos.
La idea del colapso gravitacional de la función de onda resuena con la novela «Cuarentena» de Greg Egan, donde los observadores fijan literalmente la realidad al destruir las superposiciones.