Un experimento reciente realizado por los físicos en el MIT ha avanzado significativamente discusiones sobre los principios fundamentales de la mecánica cuántica, en particular en relación con el debate a largo plazo entre dos de los mayores espíritus en el campo: Albert Einstein y Niels Bohr. Esta innovadora investigación, publicada en letras de revisión física, desafía la visión de Einstein de la doble naturaleza de la luz y afirma que la luz no muestra características de golf y partículas al mismo tiempo.
El clásico experimento de doble brecha, de 1801 con Thomas Young, juega un papel crucial en este diálogo actual. Tradicionalmente, el experimento que se centra en dos grietas, lo que da como resultado un patrón de interferencia que es indicativo del comportamiento de golf. Sin embargo, cuando se intenta medir el camino de la luz, este patrón de interferencia desaparece, lo que lleva al comportamiento de la luz de las partículas. Esta dualidad de la luz ha sorprendido a los científicos, especialmente con respecto a su capacidad para encarnar ambas formas sin hacerlo al mismo tiempo.
En su visión moderna de este experimento, el equipo del MIT usó ultracoldes -átomos y fotones individuales, para que pudieran observar el comportamiento de la luz con notable precisión. Por buen control de la «confusión», o la incertidumbre, de las ubicaciones de los átomos, los investigadores pudieron manipular cómo se propagan los fotones. Este enfoque proporcionó una visión sin precedentes de la transición entre las características similares al golf y las partículas. Los hallazgos confirman la posición mecánica cuántica que la luz puede usarse como una onda o una partícula; Sin embargo, la acción de la medición obliga al sistema a tomar una forma exclusivamente.
El debate histórico entre Einstein y Bohr se centró en el tema de la indefinición de Kwantum. En 1927, Einstein declaró que un fotón que pasó por una grieta revelaría aspectos de golf y partículas. Bohr refutó esta idea con su principio de incertidumbre, que afirmó que la medición del camino de un fotón destruye el patrón de interferencia, evitando la observación de sus características ondeadas.
Los resultados del MIT tienden fuertemente a la posición de BOHR y confirman que la detección simultánea de la doble naturaleza de la luz es imposible. Wolfgang Ketterle, el principal físico del equipo de investigación, señaló: «Einstein y Bohr nunca habrían pensado que esto es posible, llevar a cabo tal experimento con átomos individuales y algunos fotones», que su trabajo describe como una realización moderna de un «experimento de Gedanken» o experimento de reflexiones «o experimento de pensamiento.
Debido a su enfoque riguroso, los investigadores pudieron demostrar que aumentar el conocimiento del camino de un fotón reduce la visibilidad de su interferencia similar al golf. Este hallazgo crítico aclara un aspecto importante del discurso científico entre estas dos figuras influyentes.
El experimento MIT es una notable modernización de la prueba clásica de doble brecha, que presenta el progreso en la precisión en la física contemporánea. Al enfriar los átomos de las temperaturas ultragráficas, el equipo podría manipular estados cuánticos individuales, haciendo posible una observación refinada de la transición entre el comportamiento de partículas y onda.
En esta configuración, los átomos formaron una cuadrícula que funcionó como grietas para continuar la luz. Ketterle señaló: «Estos átomos individuales son como las grietas más pequeñas que podrías construir», con énfasis en la naturaleza innovadora de su experimento. Esta nueva variante del experimento clásico permitió al equipo explorar la delicada interacción entre el comportamiento del golf y las partículas que los esfuerzos anteriores encontraron difíciles de replicar.
Central de este estudio es el principio de inseguridad cuántica. Los investigadores del MIT se basaron en la idea de que las partículas, incluidos los fotones, pierden una ruta definida hasta que se miden. En consecuencia, determinar el proceso de un fotón conduce a la pérdida del patrón de interferencia. Como se articuló el investigador FedoseEv, «no son los componentes» mecánicos «externos … sino el estado cuántico interno de los átomos involucrados» que influyen en el resultado. Esta idea marca el progreso crucial en nuestra comprensión de las correlaciones cuánticas entre fotones y átomos, de modo que el alcance del concepto se amplía en un campo que ya está cargado de complejidades.
