Einstein vuelve a ganar: un átomo de rubidio en caída libre confirma su principio de equivalencia en el primer experimento cuántico que lo mide

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Einstein tenía razón otra vez. Un equipo internacional ha realizado la primera medición cuántica directa del principio de equivalencia usando un objeto en caída libre: átomos de rubidio ultrafríos. Dicho de otra forma, han llevado una de las ideas básicas de su teoría de la gravedad a un terreno donde un mismo átomo puede seguir dos caminos a la vez.Según recoge Interesting Engineering, en el trabajo participan las universidades de Ulm, Oxford y Ben-Gurion del Negev, y los resultados se han publicado en Science Advances. Para hacer la prueba han construido un dispositivo llamado Quantum Galileo Interferometer, que permite comparar qué le ocurre a una misma onda atómica cuando sigue dos caminos distintos bajo la gravedad.Un chip y un átomo que sigue dos caminos a la vez Chip cuántico usado durante el experimentoLa parte complicada empieza aquí, aunque la idea de fondo no lo es tanto. Los investigadores enfrían nubes de rubidio y utilizan pulsos de microondas para llevar sus átomos a un estado de superposición cuántica. Así consiguen que una misma onda atómica recorra dos trayectorias al mismo tiempo, justo lo que necesitan para poder compararlas después.Después interviene el propio chip. Unos cables eléctricos diminutos generan campos magnéticos capaces de ejercer una fuerza hacia arriba que compensa la gravedad, dejando una parte de la onda quieta respecto al laboratorio. La otra recibe un impulso, cambia a un estado que ya no responde al campo magnético y queda, ahora sí, en caída libre.Cuando las dos partes vuelven a juntarse mediante otro pulso magnético, interfieren entre sí y el aparato puede leer la diferencia de fase acumulada entre ambas. Ahí estaba la prueba: la medida obtenida coincide con lo que había predicho Einstein, algo que ningún experimento anterior había medido directamente de esta forma en un objeto cuántico en caída libre.El rubidio, por cierto, aparece bastante cuando los físicos quieren llevar la mecánica cuántica a sitios incómodos. Ya lo hemos visto con átomos de rubidio atrapados con pinzas ópticas y también en experimentos sobre comportamientos temporales imposibles. En esta ocasión, la pregunta era qué hace la gravedad con la fase cuántica cuando una parte del sistema cae libremente.Einstein gana esta prueba, pero la física sigue teniendo un problema El físico Albert Einstein¿Y por qué importa todo esto? Porque la gravedad que explica la caída de cualquier objeto y la mecánica cuántica que describe el comportamiento de esos átomos siguen sin encajar dentro de una teoría común. El experimento no arregla ese problema, pero sí permite comprobar qué ocurre cuando obligas a ambos mundos a encontrarse dentro del mismo montaje.Vlatko Vedral, profesor de física en la Universidad de Oxford, parte de ahí: «No tenemos una teoría consistente que nos diga por qué debería fallar la física cuántica». También explica que el experimento lleva la mecánica cuántica «a una de sus fronteras más intrigantes, la gravedad» y que sus predicciones vuelven a mantenerse cuando se ponen a prueba.Eso no significa que el asunto esté cerrado. Sir Roger Penrose había planteado que la mecánica cuántica podría dejar de funcionar con objetos suficientemente masivos mantenidos en superposición durante mucho tiempo, y este experimento no descarta esa posibilidad. Lo que deja ahora sobre la mesa es una forma de repetir la prueba con sistemas cada vez más masivos.