El coro cuántico de los átomos exprés
En dos salas de espejos perpendiculares entre sí vive una nube de átomos. Cada átomo es como un cantante en un coro: por sí solo puede permanecer en silencio, pero cuando los vecinos comienzan a cantar, él se une. Aquí, el papel del director lo desempeña la propia geometría: una sala ayuda a los átomos a emitir luz en conjunto, y la otra los empuja suavemente hacia ello, pero no directamente, sino mediante una maniobra indirecta e ingeniosa.
La mecánica cuántica permite que los átomos se comporten como una sola entidad. Cuando un átomo emite un fotón, transmite impulso a todo el conjunto, y los átomos comienzan a moverse de manera coordinada. Esto se asemeja a una ola que recorre un estadio: los espectadores se levantan uno tras otro, pero la ola parece un ser único. En el experimento, el brillo no se desvanece, sino que alcanza un nivel constante, como si la ola en el estadio no se detuviera, sino que se mantuviera por sí misma.
Lo más sorprendente es la conexión entre el estado interno de los átomos y su movimiento. Al emitir un fotón, el átomo recibe un empujón, como un tirador que siente el retroceso. En este sistema, los empujones se combinan de tal manera que los átomos se encuentran simultáneamente en un estado excitado y en movimiento, y estas propiedades están entrelazadas cuánticamente. Es como si cada espectador en el estadio no solo se levantara, sino que también saltara, y su salto estuviera inseparablemente ligado a si su vecino se levantó o no.
El entrelazamiento entre el movimiento y el estado interno es un recurso valioso. Los científicos han demostrado que si se mide la luz de ambas salas de manera especial, se pueden preparar pares de átomos que detectan la aceleración con mayor precisión de lo que permite el límite cuántico convencional. Esto es un paso hacia sensores que captan las vibraciones más sutiles, desde los temblores del suelo hasta las vibraciones de una nave espacial.
En una bombilla ordinaria, los átomos emiten luz de manera independiente, como una multitud donde cada uno grita por su cuenta. En la superradiancia, los átomos se sincronizan y el brillo del destello crece como el cuadrado del número de átomos: cien átomos producirán no cien, sino diez mil veces más luz.
En la novela de Greg Egan 'Cuarentena', el entrelazamiento cuántico se utiliza para controlar la conciencia, y aquí ayuda a los átomos a sentir la aceleración; quizás algún día estos sensores estén a bordo de naves espaciales.