La Universidad de Warwick en Reino Unido ha desarrollado un experimento que podría comprobar la existencia de la gravedad cuántica. Si este experimento resulta exitoso, podría unir la mecánica cuántica y la relatividad, dos ramas actualmente divorciadas de la física.

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Científicos buscan unir la cuántica y la relatividad

Desde hace décadas la física moderna se divide en dos grandes ramificaciones: la física cuántica y la relatividad. Mientras que la cuántica describe con precisión los fenómenos atómicos y subatómicos, la relatividad sirve para examinar el comportamiento de los grandes fenómenos en el espacio y el tiempo.

Aunque ambas teorías han sido comprobadas múltiples veces, hasta ahora nadie ha conseguido una teoría que unifique estas dos explicaciones sobre el mundo. Esto se refleja en que la cuántica y la relatividad chocan en momentos específicos, como a la hora explicar qué pasó en los primeros instantes del universo.

Esto no significa que no se hayan propuesto posibles soluciones. Por ejemplo, la teoría de cuerdas ha explicado con éxito, en el papel, cómo todas las cosas estarían hechas de minúsculas “cuerdas” que vibran de distintas formas. Las variaciones en estas vibraciones marcarían la diferencia entre las diferentes partículas elementales.

Recientemente, el físico Jonathan Oppenheim, del University College de Londres, propuso una teoría donde la gravedad no podría ser “cuántica”, es decir no se movería en paquetes, como la luz, pero sí sería inestable. Esto haría que el tiempo y el espacio tuviesen fluctuaciones que explicarían varios fenómenos pendientes de resolución al unir la cuántica y la relatividad.

Experimento busca comprobar la gravedad cuántica

Ahora, la Universidad de Warwick dio a conocer que desarrolló un experimento donde medirán si la gravedad puede ser cuántica. Este experimento pondrá en suspensión dos microdiamantes y medirá cómo interactúan. En el comunicado sobre el tema se lee:

Su nueva idea es hacer levitar dos microdiamantes en el vacío y poner cada uno en una superposición cuántica de estar en dos lugares al mismo tiempo. Este comportamiento, contrario a la intuición, es una característica fundamental de la mecánica cuántica.

Ilustración artística de dos átomos enlazados cuánticamente. Foto: Big Think

El físico Gavin Morley, líder de esta investigación, declaró que este experimento sería una suerte de réplica del gato de Schrödinger, un ejercicio mental que muestra algunas de las bases de la cuántica:

El gato de Schrödinger es un experimento mental que señala que sería realmente extraño si los objetos cotidianos (¡y las mascotas!) pudieran estar en una superposición cuántica de dos lugares. Queremos probar los límites de esta idea.

Y añadió:

Se ha logrado colocar átomos y moléculas en ese estado de superposición, pero queremos hacerlo con objetos mucho más grandes. Nuestros diamantes están formados por mil millones de átomos o más.

El experimento pondría en levitación los dos microdiamantes y comprobaría si estos interactúan gravitacionalmente. Si la gravedad fuese cuántica, los dos objetos se entrelazarían. Al respecto, Morley señaló:

Para probar la naturaleza cuántica de la gravedad, buscaríamos interacciones entre dos de esos diamantes debido a la gravedad. Si la gravedad es cuántica, entonces podría entrelazar los dos diamantes. El entrelazamiento es un efecto cuántico único en el que dos cosas están vinculadas más fuertemente de lo que es posible en nuestra vida cotidiana.

El entrelazamiento, aspecto clave en experimento sobre gravedad cuántica

El entrelazamiento, uno de los puntos más antiintuitivos y extravagantes de la mecánica cuántica, propone que dos partículas pueden quedar “unidas” más allá del tiempo y el espacio. Curiosamente, Einstein formuló esta característica de la cuántica para oponerse a la teoría, que consideraba incorrecta.

Cuando dos partículas quedan entrelazadas adquieren características idénticas. Si un electrón toma cierto spin, su par lo adquirirá también; ambos electrones pueden alejar y cuando uno cambie de estado el otro lo hará instantáneamente en el mismo sentido, como si se comunicaran.

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