Por casi cien años el efecto túnel, en que una partícula parece viajar más rápido que la luz, ha puesto en aprietos a los científicos. Ahora, un nuevo experimento podría dilucidar si este efecto realmente ocurre y si las partículas involucradas en este extraño fenómeno genuinamente rebasan la velocidad de la luz.

Noticia relacionada: Gana Respaldo Teoría Postcuántica que Afirma que el Tiempo y la Gravedad son Inestables

¿Qué es el efecto túnel?

El efecto túnel ocurre cuando una partícula atraviesa una barrera que, por la energía que requiere, debería ser imposible de cruzar. Este fenómeno fue descrito por primera vez por el físico ucraniano-estadounidense George Gamow en 1928.

En aquel entonces, Gamow se fijó en la descomposición alfa, uno de los fenómenos que integran la radiactividad, donde un núcleo emite una partícula alfa. Estas partículas alfa son núcleos de helio sin sus correspondientes electrones.

Este proceso ocurre de forma natural con los elementos radiactivos y es la razón por la que hay depósitos naturales de helio en la Tierra, pues este elemento solo se forma de forma regular en el Sol por la fusión del hidrógeno.

El efecto túnel explica por qué una partícula alfa deja un átomo. Foto: Wikicommons | Archivo

La cantidad de energía necesaria para salir del núcleo atómico haría difícil la descomposición alfa. Por ello, George Gamow propuso que, tomando en cuenta las leyes de la mecánica cuántica, es posible que de vez en cuando una partícula consiga escapar, pese a no contar con la energía necesaria.

Es como si cada cierto tiempo un prisionero consiguiera salir de su celda porque ese día el guardia se olvidó de echar llave. En rigor, el prisionero no debería tener la oportunidad de salir, pero solo por probabilidad estuvo presente el día en que ocurrió un evento extrañísimo: que dejaran la puerta sin cerrar.

El misterio del efecto túnel

El efecto túnel está presente en el comportamiento elusivo de muchas partículas. Se le ha observado en la radiactividad, así como con electrones.

El fenómeno no sería extraño para los científicos de no ser por un detalle: en ocasiones, parecería que el efecto túnel provoca que las partículas vayan más rápido que la luz. Cuando cruzan la barrera, las partículas parecen llegar al otro extremo a una velocidad que sería superior a la de los fotones en el vacío.

Diagrama del efecto túnel. Instituto Max Planck

Este misterio ha sido observado con reservas en los laboratorios, pero también está reflejado en las matemáticas del efecto túnel. Así lo demuestra un artículo de 1962 elaborado por Thomas Hartman.

Por supuesto, nada puede ir más rápido que la luz. ¿Cómo es posible entonces que exista esta contradicción?

Un experimento para explicar el efecto túnel

Este aparente fenómeno, en que una partícula parece rebasar la velocidad de la luz, podría ser finalmente explicado. Los físicos Patrik Schach y Enno Giese de la Universidad Técnica de Darmstadt han propuesto un experimento que demuestre, de una vez por todas, si el efecto túnel acelerar una partícula por encima de la velocidad de la luz.

En el artículo publicado en la revista Science, los científicos proponer aprovechar una característica de la mecánica cuántica para dilucidar el misterio del efecto túnel. Según se lee en el artículo, es posible aprovechar que una partícula también puede analizarse como una onda para medir si, en efecto, puede rebasar la velocidad de la luz.

Al respecto, los científicos proponen sincronizar dos partículas. Una atravesaría una barrera con el efecto túnel mientras que otra seguiría su curso normal. Al estar sincronizadas, como si fuesen parte de una misma ola, se podría saber si una adelantó a la otra. El artículo señala:

Nuestro marco operativo (i) unifica las definiciones de retardo de túnel dentro de un enfoque, (ii) conecta el tiempo a un estándar de frecuencia dado por un reloj atómico convencional que puede ser impulsado por cambios de luz diferenciales, y (iii) destaca que no existe ninguna superluminal. o túneles instantáneos.

Lo más notable de esta propuesta es que el experimento podría llevarse a cabo con la tecnología actual.

Historias recomendadas: