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Ciencia

Demuestran por primera vez el efecto cuántico que puede hacer invisible la materia

La técnica podría utilizarse para detener la pérdida de información de los ordenadores cuánticos.

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Por fin se ha demostrado un extraño efecto cuántico que se predijo hace décadas: si se hace que una nube de gas sea lo suficientemente fría y densa, se puede volver invisible. Este extraño efecto es el primer ejemplo específico de un proceso mecánico cuántico conocido como bloqueo de Pauli.

Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) utilizaron láseres para comprimir y enfriar gas de litio a densidades y temperaturas lo suficientemente bajas como para que dispersara menos luz. Al enfriar la nube aún más cerca del cero absoluto (-273,15 grados Celsius), esta se torna completamente invisible. Los resultados fueron publicados este jueves en la revista Science.

«Lo que hemos observado es una forma muy especial y sencilla de bloqueo de Pauli, que consiste en impedir que un átomo haga lo que todos los átomos harían de forma natural: dispersar la luz», indicó en un comunicado el autor principal del estudio, Wolfgang Ketterle, profesor de física del MIT.

«Esta es la primera observación clara de que este efecto existe, y muestra un nuevo fenómeno en la física«, agregó.

El bloqueo de Pauli proviene del principio de exclusión de Pauli, formulado por primera vez por el famoso físico austriaco Wolfgang Pauli en 1925. Este sostiene que todas las partículas llamadas fermiones (como protones, neutrones y electrones) con el mismo estado cuántico no pueden existir en el mismo espacio. Sin el principio de exclusión todos los átomos se colapsarían juntos al tiempo que entrarían en erupción en una enorme liberación de energía.

Invisibilidad de la materia

Al enfriar los átomos estos pierden energía, llenando todos los estados más bajos disponibles y formando un tipo de materia llamado mar de Fermi. Las partículas quedan encerradas unas en otras, sin poder ir a otros niveles de energía. En este punto, se apilan en tumultos y no tienen a dónde ir si son golpeadas. Están tan apiladas que las partículas ya no pueden interactuar con la luz. Por ende, la luz que se envía al interior cumple con el bloqueo de Pauli y simplemente traspasará, explican los investigadores.

Según el estudio, es complejo conseguir que una nube atómica alcance este estado. No solo necesita temperaturas increíblemente bajas, sino que también requiere que los átomos se aprieten hasta alcanzar densidades récord. Después de atrapar su gas dentro de una trampa atómica, los investigadores lo hicieron estallar con un láser. Tal y como predecía la teoría, los átomos enfriados y comprimidos dispersaron un 38% menos de luz que los que estaban a temperatura ambiente, lo que los hizo mucho más débiles.

Ahora que los investigadores han demostrado por fin el efecto de bloqueo de Pauli, podrían utilizarlo para desarrollar materiales que supriman la luz para evitar la pérdida de información en los ordenadores cuánticos.

Fuente: RT

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Ciencia

Científicos proponen una nueva teoría: La conciencia podría estar oculta en los campos eléctricos y magnéticos del cerebro

Estas señales invisibles podrían ser la clave de todo y ayudarnos a resolver el misterio de la conciencia, una de las tareas más complejas emprendidas por la humanidad.

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La naturaleza aborrece el vacío y lo mismo puede decirse de los misterios de la ciencia. Cuando nos encontramos con fenómenos que desafían nuestras teorías y leyes actuales, una multitud de hipótesis surge rápidamente para llenar el vacío. Esto es especialmente evidente en la física, donde nuevas observaciones han dado lugar a teorías como la del caos, la teoría de cuerdas y la teoría de la materia oscura fría. Sin embargo, este fenómeno también se observa en el campo de la mente consciente.

En resumen, no entendemos completamente por qué pensamos y, por ende, existimos. Muchas teorías intentan desentrañar el fenómeno biológico de la conciencia.

Algunas comparan el cerebro con un ordenador, donde las neuronas actúan como transistores. Otras sugieren que el cerebro no es algorítmico y que la conciencia podría tener una cualidad cuántica

Una teoría en particular ha ido ganando terreno durante los últimos tiempos. Esta teoría sugiere que la conciencia humana podría explicarse a través de los campos electromagnéticos, conocidos como "campos efápticos", generados por las neuronas durante los disparos sinápticos. Estos campos son los mismos que, por ejemplo, permiten que un electroencefalograma (EEG) registre la actividad cerebral.

En un artículo de opinión publicado en Scientific American, Tamlyn Hunt, investigadora asociada en psicología del laboratorio META de la Universidad de California en Santa Bárbara, explicó: "El término 'efáptico' en acoplamiento efáptico simplemente significa 'tocar'. Aunque no son muy conocidos, los efectos de los campos efápticos son el resultado de interacciones eléctricas y magnéticas básicas que alimentan nuestras células".

«Resultados experimentales intrigantes», continuó, "sugieren que estas fuerzas desempeñan un papel más importante en el cerebro de lo que se sospechaba, y tal vez incluso en la conciencia».

Hunt detalló un estudio de 2019 en el que investigadores de la Universidad Case Western Reserve en Ohio seccionaron completamente el hipocampo de un ratón. A pesar de esta separación, el equipo registró actividad que podía "saltar" a través del corte, un fenómeno posible únicamente debido al acoplamiento del campo eléctrico. Este efecto desapareció cuando las secciones estuvieron separadas por más de 400 micras.

"Fue un momento increíble," declaró Dominique M. Durand, autor principal del estudio. "Para nosotros y para todos los científicos a quienes se lo contamos"

Este efecto eléctrico podría ayudar a explicar otro problema de nuestra comprensión actual de la conciencia, basada en las neuronas: las vías normales de espigas son demasiado lentas para explicar la función cognitiva. Sin embargo, cuando se unen a la velocidad de estos efectos de campo efáptico, esa velocidad aumenta unas 5.000 veces, según otro estudio de 2020.

Aunque esta teoría está ganando terreno, aún queda mucho por descubrir. Los campos efápticos y otras teorías de la conciencia se basan en métodos computacionales, pero pocos abordan el «problema difícil» de la conciencia: cómo los procesos biológicos generan la experiencia subjetiva.

No obstante, si algo nos ha enseñado la historia de la ciencia es que esos vacíos de conocimiento, llenos de hipótesis, eventualmente se transforman en hechos comprobados con pruebas suficientes, datos y verificaciones. Resolver el misterio de la conciencia es una de las tareas más complejas emprendidas por la humanidad, pero a medida que desentrañamos las maquinaciones biológicas del cerebro, los contornos difusos de la conciencia se van aclarando.

Fuente: esquire.com

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