TECNOLOGÍA. Los físicos descubren un tipo completamente nuevo de entrelazamiento cuántico

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Científicos del Laboratorio Nacional de Brookhaven han descubierto un nuevo tipo de entrelazamiento cuántico. Depositphotos

07 enero 2023.- Los físicos del Laboratorio Nacional de Brookhaven (BNL) han descubierto un tipo completamente nuevo de entrelazamiento cuántico , el espeluznante fenómeno que une partículas a cualquier distancia. En experimentos con colisionadores de partículas, el nuevo entrelazamiento permitió a los científicos observar el interior de los núcleos atómicos con más detalle que nunca.

Los pares de partículas pueden entrelazarse tanto entre sí que ya no se puede describir una sin la otra, sin importar cuán separadas estén. Aún más extraño, cambiar uno provocará instantáneamente un cambio en su pareja, incluso si estaba en el otro lado del universo. La investigación fue publicada en la revista Science Advances .

La idea, conocida como entrelazamiento cuántico, nos parece imposible, ya que estamos anclados en el ámbito de la física clásica. Incluso Einstein estaba desconcertado por eso, refiriéndose a él como "acción espeluznante a distancia". Sin embargo, décadas de experimentos lo han respaldado constantemente, y forma la base de tecnologías emergentes como computadoras redes cuánticas.

Por lo general, las observaciones de entrelazamiento cuántico se realizan entre pares de fotones o electrones que son de naturaleza idéntica. Pero ahora, por primera vez, el equipo de BNL ha detectado pares de partículas diferentes que experimentan un entrelazamiento cuántico.

El descubrimiento se realizó en el Colisionador Relativista de Iones Pesados ​​(RHIC, por sus siglas en inglés) en Brookhaven Lab, que investiga formas de materia que existieron en el universo primitivo acelerando y aplastando iones de oro. Pero el equipo descubrió que incluso cuando los iones no chocaron, hay mucho que aprender de los cuasi accidentes.

El detector en el colisionador de iones pesados ​​relativistas en Brookhaven Labs, donde se descubrió un nuevo tipo de entrelazamiento cuántico. Laboratorio Nacional de Brookhaven

Los iones de oro acelerados están rodeados por pequeñas nubes de fotones, y cuando dos iones pasan uno cerca del otro, los fotones de uno pueden capturar una imagen de la estructura interna del otro, con más detalle que nunca. Eso solo es lo suficientemente intrigante para los físicos, pero eso solo puede suceder gracias a una forma sin precedentes de entrelazamiento cuántico.

Los fotones interactúan con partículas elementales dentro del núcleo de cada ion, desencadenando una cascada que finalmente produce pares de partículas llamadas iones, una positiva y otra negativa. Como recordarás de la física de la escuela secundaria, algunas partículas también se pueden describir como ondas y, en este caso, las ondas de ambos piones negativos se refuerzan entre sí, y las de ambos piones positivos se refuerzan entre sí. Eso da como resultado que solo una función de onda piónica positiva y una negativa golpeen el detector.

Esto indica que cada par de piones positivos y negativos están entrelazados entre sí. Si no lo fueran, dice el equipo, las funciones de onda que inciden en el detector serían completamente aleatorias. Como tal, esta es la primera detección de entrelazamiento cuántico de partículas diferentes.

Un diagrama que ilustra cómo se detectó el tipo de entrelazamiento cuántico recién descubierto. Los círculos amarillos son iones de oro, y los círculos azules y rosas son iones positivos y negativos respectivamente. Las ondas de cada uno refuerzan las ondas del mismo pión del otro ion, de modo que golpean el detector en dos señales fuertes, vistas como las concentraciones de ondas azules y rosas en la parte superior de la imagen. Esto solo puede funcionar si los piones positivos y negativos de cada ion están entrelazados cuánticamente, en una forma que no se ha visto antes. Laboratorio Nacional de Brookhaven

Además de ampliar nuestra comprensión de la física cuántica, el descubrimiento podría dar lugar a nuevas tecnologías, como el método que el equipo ha estado utilizando para mirar dentro del núcleo de los iones de oro.

Fuente: Laboratorio Nacional de Brookhaven

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