Los espectadores de eventos cuánticos también están sujetos a la incertidumbre

Se pone mejor. ¿Qué pasa si B también está anclado a un objeto cuántico que se encuentra en una superposición de dos ubicaciones? Entonces, el estado cuántico de A ahora se difumina de dos maneras diferentes, dependiendo de las posibles ubicaciones de B. Debido a que la determinación del estado cuántico de B determina el estado de A, A y B ahora están entrelazados.

Renato Renner, físico del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zurich, cree que una cuidadosa consideración de los marcos de referencia cuánticos resolverá las paradojas en nuestra comprensión del mundo cuántico.

Crédito: Giulia Marthaler

En el ejemplo anterior, dos propiedades por excelencia de los sistemas cuánticos (superposición y entrelazamiento) resultan depender del marco de referencia. «El mensaje principal es que muchas de las propiedades que creemos que son muy importantes, y en cierto modo absolutas, son relacionales» o relativas, dijo Ana Catalina de la Hamettecoautor del artículo reciente.

Incluso el orden de los acontecimientos sucumbe a los rigores de los marcos de referencia cuánticos. Por ejemplo, desde un marco de referencia, podríamos observar el clic de un detector en un momento determinado. Pero desde un marco de referencia diferente, el clic podría terminar en una superposición de acontecimientos antes y después de algún otro evento. Si observa que el clic ocurre en un momento particular o como una superposición de diferentes órdenes de eventos depende de la elección del marco de referencia.

Un trampolín hacia la gravedad

Los investigadores esperan utilizar estas perspectivas cuánticas cambiantes para dar sentido a la naturaleza desconcertante de la gravedad. La relatividad general de Einstein, que es una teoría clásica de la gravedad, dice que la gravedad es la deformación del tejido del espacio-tiempo por un objeto masivo. Pero, ¿cómo se deformará el espacio-tiempo si el objeto mismo se encuentra en una superposición de dos ubicaciones? «Eso es muy difícil de responder con la física cuántica y la gravedad habituales», dijo Victoria Cableinvestigador del grupo de Brukner y coautor del nuevo artículo.

Sin embargo, si se cambia a un sistema de referencia cuyo origen está en una superposición, el objeto masivo puede terminar en una ubicación definida. Ahora es posible calcular su campo gravitacional. “Al encontrar un marco de referencia cuántico conveniente, podemos abordar un problema que no podemos resolver [and make it] un problema para el que podemos utilizar la física estándar conocida”, dijo Kabel.

Estos cambios de perspectiva deberían ser útiles para analizar experimentos futuros que tienen como objetivo poner masas extremadamente pequeñas en superposiciones. Por ejemplo, los físicos Chiara Marletto y Vlatko Vedral de la Universidad de Oxford tienen propuesto poner dos masas cada una en una superposición de dos ubicaciones y luego estudiar cómo esto afecta sus campos gravitacionales. Los crecientes intentos de describir formalmente marcos de referencia cuánticos podrían ayudar a dar sentido a estas investigaciones sobre la interacción entre la gravedad y la teoría cuántica, un trampolín esencial hacia una teoría de la gravedad cuántica.