Considerados los instrumentos más precisos del Universo para medir el tiempo y la frecuencia, dos relojes atómicos han sido entrelazados cuánticamente por primera vez en la historia por científicos de la Universidad de Oxford en el Reino Unido. Eso significa que las dos herramientas se han vinculado para que los cambios realizados en una afecten instantáneamente a la otra.
El principio que rige los relojes atómicos ópticos es átomos controlados con extrema precisión por láseres. Dado que pocas cosas son tan confiables como el pulso de un átomo, cada tictac del reloj equivale a un cambio de energía frecuente y medible en la electroesfera.
Reloj atómico del laboratorio de Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Alemania, que no se utilizó en el estudio (Crédito: Shutterstock)
Como resultado, este tipo de reloj se vuelve cientos de millones de veces más precisos que nuestros relojes domésticos. Por lo tanto, comparar la precisión de frecuencia entre dos de ellos en ubicaciones separadas permite «sondear la variación espacio-temporal de las constantes fundamentales y las propiedades de la materia oscura para realizar la geodesia», dice el estudio.
¿Por qué es importante el entrelazamiento de los relojes atómicos?
Aunque las leyes de la física cuántica establecen que medir la frecuencia de tictac con perfecta precisión es una tarea imposibleSegún el coautor del artículo, Raghavendra Srinivas, si dos objetos son parte de un sistema más grande, como en un intercambio de fotones con otros átomos, entonces todas las partes del sistema pueden proporcionar un resultado relativamente predecible.
Sin embargo, sincronizar dos relojes atómicos es una tarea muy complicada porque al realizar la medición se producen perturbaciones que pueden dar lugar a errores. En otras palabras, intercalarlos significaría hacer menos mediciones.
Sin embargo, el equipo de investigadores de Oxford logró la hazaña entrelazando dos relojes atómicos, separados por 2 metros, con un átomo de estroncio en cada uno. Para ello, el equipo hizo que los dos átomos emitieran luz azul con un láser. Estos fotones tenían sus estados cuánticos manipulados por un analizador de estado Bell, uno de los dispositivos más importantes en el procesamiento de información cuántica fotónica.
ARTÍCULO – la naturaleza – DOI: s41586-022-05088-z