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Demostración de la teoría cuántica: la observación afecta la realidad

Fecha :
27 de febrero de 1998
Fuente :
Instituto de Ciencias Weizmann
Resumen :
Una de las premisas más extrañas de la teoría cuántica, que durante mucho tiempo ha fascinado tanto a los filósofos como a los físicos, establece que por el mismo acto de observar, el observador afecta la realidad observada.
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REHOVOT, Israel, 26 de febrero de 1998 - Una de las premisas más extrañas de la teoría cuántica, que durante mucho tiempo ha fascinado tanto a los filósofos como a los físicos, establece que por el mismo acto de observar, el observador afecta la realidad observada.

En un estudio publicado en la edición del 26 de febrero de Nature Vol. 391, págs. 871-874, los investigadores del Instituto de Ciencia Weizmann han llevado a cabo un experimento altamente controlado que demuestra cómo un haz de electrones se ve afectado por el acto.El experimento reveló que cuanto mayor es la cantidad de "observación", mayor es la influencia del observador en lo que realmente ocurre.

El equipo de investigación encabezado por el profesor Mordehai Heiblum, incluía al estudiante de doctorado Eyal Buks, el Dr. Ralph Schuster, la Dra. Diana Mahalu y el Dr. Vladimir Umansky. Los científicos, miembros del Departamento de Física de la Materia Condensada, trabajan en elCentro Joseph H. y Belle R. Braun del Instituto para la Investigación Submicrónica.

Cuando un "observador" cuántico está mirando, la mecánica cuántica establece que las partículas también pueden comportarse como ondas. Esto puede ser cierto para los electrones a nivel submicrónico, es decir, a distancias que miden menos de una micra, o una milésima de milímetro.comportándose como ondas, pueden atravesar simultáneamente varias aberturas en una barrera y luego volver a encontrarse en el otro lado de la barrera. Este "encuentro" se conoce como interferencia.

Por extraño que parezca, la interferencia solo puede ocurrir cuando nadie está mirando. Una vez que un observador comienza a ver las partículas que atraviesan las aberturas, la imagen cambia drásticamente: si se puede ver una partícula que atraviesa una abertura, entonces está clarono pasó por otro. En otras palabras, cuando están bajo observación, los electrones están siendo "forzados" a comportarse como partículas y no como ondas. Por lo tanto, el mero acto de observación afecta los hallazgos experimentales.

Para demostrar esto, los investigadores del Instituto Weizmann construyeron un dispositivo diminuto que medía menos de una micra de tamaño, que tenía una barrera con dos aberturas. Luego enviaron una corriente de electrones hacia la barrera. El "observador" en este experimento no erahumanos. Los científicos del Instituto utilizaron para este propósito un detector electrónico diminuto pero sofisticado que puede detectar el paso de electrones. La capacidad del "observador" cuántico para detectar electrones podría alterarse cambiando su conductividad eléctrica o la fuerza de la corriente que lo atraviesa.

Aparte de "observar" o detectar los electrones, el detector no tuvo ningún efecto sobre la corriente. Sin embargo, los científicos descubrieron que la sola presencia del "observador" detector cerca de una de las aberturas provocó cambios en el patrón de interferencialas ondas de electrones que atraviesan las aberturas de la barrera. De hecho, este efecto dependía de la "cantidad" de la observación: cuando la capacidad del "observador" para detectar electrones aumentaba, es decir, cuando el nivel de la observación subía, la interferencia se debilitó; en cambio, cuando se redujo su capacidad para detectar electrones, es decir, cuando la observación disminuyó, la interferencia aumentó.

Por lo tanto, al controlar las propiedades del observador cuántico, los científicos lograron controlar el alcance de su influencia en el comportamiento de los electrones. La base teórica de este fenómeno fue desarrollada hace varios años por varios físicos, incluido el Dr. Adi Sterny el profesor Yoseph Imry del Instituto de Ciencias Weizmann, junto con el profesor Yakir Aharonov de la Universidad de Tel Aviv. El nuevo trabajo experimental se inició tras las conversaciones con el profesor Shmuel Gurvitz del Instituto Weizmann, y sus resultados ya han atraído el interés de los físicos teóricosen todo el mundo y están siendo estudiados, entre otros, por el profesor Yehoshua Levinson del Instituto Weizmann.

Tecnología del mañana

El hallazgo del experimento de que la observación tiende a eliminar la interferencia puede usarse en la tecnología del mañana para garantizar el secreto de la transferencia de información. Esto se puede lograr si la información se codifica de tal manera que se necesita la interferencia de múltiples rutas de electrones para descifrarla."La presencia de un espía, que es un observador, aunque no deseado, mataría la interferencia", dice el profesor Heiblum. "Esto le haría saber al receptor que el mensaje ha sido interceptado".

En una escala más amplia, el experimento del Instituto Weizmann es una contribución importante a los esfuerzos de la comunidad científica encaminados a desarrollar máquinas electrónicas cuánticas, que pueden convertirse en una realidad en el próximo siglo. Este tipo radicalmente nuevo de equipo electrónico puede explotar tanto la partícula comola naturaleza ondulatoria de los electrones al mismo tiempo y una mayor comprensión de la interacción entre estas dos características son necesarios para el desarrollo de este equipo. Dicha tecnología futura puede, por ejemplo, abrir el camino al desarrollo de nuevas computadoras cuya capacidad superará ampliamenteel de las máquinas más avanzadas de la actualidad.

Esta investigación fue financiada en parte por la Fundación Minerva, Munich, Alemania. El profesor Imry ocupa la Cátedra Max Planck de Física Cuántica y dirige el Centro Albert Einstein Minerva de Física Teórica.

El Instituto de Ciencias Weizmann, en Rehovot, Israel, es uno de los principales centros de investigación científica y estudios de posgrado del mundo. Sus 2.400 científicos, estudiantes, técnicos e ingenieros realizan investigaciones básicas en la búsqueda de conocimientos y la mejora de lacondición humana. Las nuevas formas de combatir las enfermedades y el hambre, proteger el medio ambiente y aprovechar las fuentes alternativas de energía son de alta prioridad.


Fuente de la historia :

Materiales proporcionados por Instituto de Ciencias Weizmann . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.


cite esta página :

Instituto de Ciencias Weizmann. "Teoría cuántica demostrada: la observación afecta la realidad". ScienceDaily. ScienceDaily, 27 de febrero de 1998. .
Instituto de Ciencias Weizmann. 1998, 27 de febrero. Teoría cuántica demostrada: la observación afecta la realidad. ScienceDaily . Consultado el 5 de junio de 2021 en www.science-things.com/releases/1998/02/980227055013.htm
Weizmann Institute Of Science. "Quantum Theory Demonstrated: Observation Affects Reality". ScienceDaily. Www.science-things.com/releases/1998/02/980227055013.htm consultado el 5 de junio de 2021.

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