En física, el mundo cuántico es uno de los más extraños. Si, en la ficción, intentamos abordar el tema de una forma más lúdica, como en El hombre hormiga, en la vida real este universo todavía genera mucha extrañeza.
En este curioso lugar se pueden conectar objetos separados por kilómetros, mientras que las partículas pueden estar en dos lugares al mismo tiempo. Sin embargo, una de las cosas más intrigantes es cómo ciertas partículas pueden atravesar barreras supuestamente infranqueables.
Medir el tiempo que una partícula cruza esta barrera, en un fenómeno llamado efecto de túnel cuántico, siempre ha sido un desafío. Ahora, los científicos del Instituto Canadiense de Investigación Avanzada han logrado calcular el tiempo que tarda una partícula en entrar en esa barrera, a través del túnel y salir por el otro lado.
«El efecto de túnel cuántico es uno de los fenómenos cuánticos más intrigantes», dijo Aephraim Steinberg, codirector del programa de Ciencia de la Información Cuántica del instituto que hizo el descubrimiento, en una entrevista con espacio. «Es fantástico que ahora podamos estudiarlo de esa manera», agregó el físico, que también es uno de los autores del estudio.
La tunelización cuántica no es nada nuevo, incluido su uso en chips electrónicos llamados diodos de túnel, que permiten que la electricidad fluya en una sola dirección. Otros equipos también explotan el fenómeno, aún poco entendido por los físicos; algunos incluso creen que las partículas subatómicas aparecen automáticamente al otro lado de la barrera, como si hubieran sido teletransportadas.
El mapeo de túneles se ha probado antes, pero es difícil determinar dónde comienza y termina. En la nueva metodología, los científicos crearon una especie de reloj con imanes, que solo funciona cuando la partícula ingresa al túnel, pudiendo medir el tiempo que tarda en atravesarlo. «El experimento es un logro técnico asombroso», dijo el famoso profesor de física Drew Alton, de la Universidad de Augustana (EE. UU.).
El experimento tenía alrededor de 8.000 átomos de rubidio enfriados a una milmillonésima parte de un grado por encima del cero absoluto; de lo contrario, se moverían aleatoriamente a altas velocidades, lo que haría imposible su control y medición. Con la ayuda de un láser, se creó la barrera a cruzar (tenía un grosor de 1,3 micrómetros, o unos 2,5 mil átomos de rubidio). Otro láser ayudó a empujar el material hacia la barrera: como se esperaba, la mayoría de los átomos rebotaron en la barrera, pero alrededor del 3% lo logró, en solo 0,6 milisegundos.
Las implicaciones del estudio aún son inciertas, pero podría abrir la puerta a nuevos experimentos. Los físicos de Toronto ahora quieren intentar medir la velocidad del átomo en diferentes partes del túnel, incluido el uso de barreras más gruesas. Con eso, esperamos saber un poco más sobre un universo tan desconocido.