Ciencia alucinante
El pequeño mundo se levantó para hacer algunas cosas bastante grandes este año. Desde extrañas situaciones de gato de Schrödinger hasta misterios del agua y partículas de apariencia imposible que vuelan desde el hielo antártico, la física de partículas demostró que hay muchas incógnitas en el universo para que exploremos. Aquí están las 18 historias más impresionantes de mecánica cuántica y física de partículas de alta energía de 2018.
Los datos cuánticos se volvieron más densos que nunca
Para construir computadoras cuánticas, los científicos primero tendrán que descubrir cómo manipular y almacenar de manera efectiva la información con objetos cuánticos. En 2018, los investigadores alcanzaron un hito en ese esfuerzo, empaquetando 18 qubits de información cuántica en solo seis fotones, un nuevo registro.
El termómetro fue Schrödinger
En nuestro mundo, la temperatura es solo una cosa. Si un congelador está lo suficientemente frío como para producir hielo, el agua que coloque dentro debe congelarse. Pero la mecánica cuántica permite que los objetos existan en la incertidumbre entre múltiples estados, en cierto sentido, que sean más de una cosa al mismo tiempo, al igual que el gato de Schrödinger está vivo y muerto en su experimento mental. Y en 2018, aprendimos que esto también se aplica a la temperatura. Los objetos cuánticos pueden, desde cierto punto de vista, ser tanto fríos como calientes al mismo tiempo.
La luz perdió la noción del tiempo
Se supone que el tiempo fluye en una dirección, siguiendo el camino establecido por la causalidad. Una bola de boliche rueda por un carril y golpea un alfiler, por lo que el alfiler se cae. La caída del alfiler no hace que la bola ruede por el camino y golpee contra ella. Pero en el reino cuántico, las cosas son más confusas. Un equipo de científicos en 2018 envió un fotón en un viaje, uno que debería haberlo tomado por la ruta A y luego la ruta B, o la ruta B y luego la ruta A. Pero gracias a la forma suelto de los objetos cuánticos funcionan, ese fotón no funcionó No sigas un camino antes que el otro. Los siguió a los dos, sin molestarse en elegir un pedido.
La física cuántica nos obligó a reevaluar la vida.
En teoría, la física cuántica debería funcionar para objetos de cualquier tamaño. Pero muchos investigadores creen que la vida podría ser demasiado complicada para que surja algún tipo de efectos cuánticos significativos. Pero un experimento realizado en 2016 parecía mostrar a las bacterias interactuando mecánicamente cuánticamente con la luz de una manera muy limitada y sutil. En 2018, otro grupo de investigadores regresó y observó ese experimento y descubrió que algo más profundo y extraño podría haber estado sucediendo, lo que nos obligó a reevaluar la vida y el mundo cuántico.
Una pequeña pesa giró muy, muy rápido
A veces, cuando tienes un juguete nuevo, tienes que sacarlo para darle una vuelta. Eso es lo que hicieron los científicos con esferas conjuntas de sílice este año, "nanodumbbells" de solo 0.000012 pulgadas (320 nanómetros) de largo y aproximadamente 0.000007 pulgadas de ancho (170 nm). Usando láser, lanzaron esas pesas a velocidades de rotación de 60 mil millones de remolinos por minuto.
El agua reveló su Jekyll y Hyde
Realmente no hay un solo tipo de molécula de agua, un experimento de física cuántica reveló este año. En cambio, hay dos. Ambos están formados por dos átomos de hidrógeno que sobresalen de un gran átomo de oxígeno, H2O. Pero en un tipo de agua, llamada "orto-agua", esos átomos de hidrógeno tienen "espines" cuánticos que apuntan en la misma dirección. En otro tipo de agua, llamada "para-agua", esos giros apuntan en direcciones opuestas.
Einstein demostró tener razón una vez más
Un equipo de científicos suizos ha realizado una prueba masiva de una de las paradojas más extrañas de la mecánica cuántica, un gran ejemplo del tipo de comportamiento que Albert Einstein llamó escépticamente "acción espeluznante a distancia". Usando un grupo súper enfriado de casi 600 átomos, demostraron que el entrelazamiento aún funciona incluso a escalas muy grandes (hablando cuánticamente mecánicamente).
20 qubits se enredaron
Los Qubits son la unidad fundamental de información en las computadoras cuánticas, y hacer que las computadoras cuánticas funcionen implicará enredarlas entre sí. En 2018, un experimento logró enredar 20 de qubits juntos y hacerlos hablar entre ellos, luego leyó la información que contenían. El resultado fue una especie de prototipo de memoria a corto plazo para un sistema informático cuántico.
El radar cuántico se acerca a convertirse en realidad
El radar militar funciona haciendo rebotar las ondas de radio de los objetos que vuelan por el cielo. Pero en regiones cercanas al polo norte magnético de la Tierra, esas señales pueden codificarse. Y hay aviones sigilosos diseñados para evitar rebotar las ondas de radar en su origen. En 2018, Canadá avanzó en un radar cuántico que rebotaría los fotones de luz de los aviones entrantes, después de enredar esos fotones con otros fotones lejos, en la base del radar. El sistema de radar cuántico estudiaría los fotones en la base para ver si sus socios enredados estaban siendo manipulados por tecnologías cuánticas.
La aleatoriedad cuántica se volvió un poco más democrática
La aleatoriedad es extremadamente importante para la ciberseguridad. Pero la verdadera aleatoriedad, que es físicamente imposible de predecir, es sorprendentemente difícil de conseguir. Una de las pocas fuentes de aleatoriedad en el mundo es el reino cuántico, que es inaccesible para la mayoría de nosotros. Pero eso cambió en 2018, cuando los científicos crearon una "baliza" de aleatoriedad en línea, una fuente pública de cadenas aleatorias de números a las que cualquiera puede acceder. Desde entonces, han hecho que esa fuente sea más compleja y útil, y pronto habrá más fuentes de aleatoriedad pública.
