Investigadors de BCN burlen una llei bàsica de la física

Abans li va tocar a Einstein i ara a Heisenberg. Un grup d'investigadors de l'Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) de Castelldefels no para de posar en qüestió el punt de vista dels pares de la física moderna.

El 2015, l'equip va contribuir a desmentir l'assumpció defensada amb més afany per Einstein: ho va fer per mitjà del test de Bell més avançat, un experiment que les principals revistes científiques van destacar entre les fites de l'any.

Ara, membres d'aquell mateix grup han posat en qüestió el principi d'incertesa de Heisenberg, tal com informa un article publicat a la revista 'Nature'.

Aquest principi és un pilar de la física quàntica, la teoria que descriu el món de les partícules microscòpiques. Fins ara, imposava un límit infranquejable a la precisió d'instruments com els dispositius de ressonància magnètica, utilitzats als hospitals, o els rellotges atòmics, necessaris per al funcionament del GPS.

No obstant, l'equip de l'ICFO ha aconseguit burlar aquest límit, al mesurar un senyal magnètic amb una precisió fins ara prohibida. ¿Se'n va en orris el principi de Heisenberg? No. El que ha fet el grup és trobar una manera astuta de portar a terme aquest mesurament: tota la incertesa es confina en una variable poc interessant, i es millora la precisió de les més informatives.

 ELS PRIMERS

“Fa anys que els científics donen voltes a com eludir el principi de Heisemberg. El nostre sistema experimental és el primer que ho aconsegueix”, explica Giorgio Colangelo, un dels autors del treball.

Segons el principi d'incertesa, els elements del món microscòpic són tan difícils d'agafar com unes anguiles. Si un vol determinar la posició exacta d'un electró, no pot determinar a la vegada la velocitat. Si se centra en la velocitat, llavors perd el control de la posició. Si vol saber l'amplitud d'una ona electromagnètica, no pot saber la seva fase, i viceversa.

“El nostre cervell emet camps magnètics. Quan es mesuren per ressonància magnètica, la sensibilitat està limitada per les lleis de la física quàntica. Encara que s'usés un instrument molt precís, existiria aquest límit fonamental”, explica Colangelo.

En l'experiment, l'instrument de mesura no és un dispositiu hospitalari, sinó una gota de 2 milions d'àtoms de rubidi refredats a milionèsimes de graus per sobre del zero absolut (273 graus sota zero, la temperatura més baixa possible).

Exposats a un camp magnètic, els àtoms reorienten el seu spin (una mesura de la seva rotació) com uns petits imants. Els científics disparen polsos de làser als àtoms i analitzen la llum sortint, per descobrir les posicions del seu spin, i de rebot deduir els trets del camp magnètic al qual estan exposats.

EL TRUC

Notícies relacionades

Pluja d’estrelles abril 2023: ¿quan i com veure els Lírids?

Aquestes són les feines que porten més infelicitat

Fins ara, el principi d'incertesa fixava un màxim de precisió en el mesurament de l'spin. No obstant, els investigadors han descobert un truc. “Es pot preparar el sistema d'àtoms de tal manera que els spin estiguin tots en un pla”, explica Mitchell. Al confinar els petits imants en una superfície, es poden mesurar amb exactitud les seves propietats en aquestes dues dimensions, i concentrar la incertesa en la tercera, que en aquest cas no aporta cap informació.

“És un treball important”, comenta Ramón Corbalán, professor emèrit de física de la Universitat Autònoma de Barcelona, no implicat en l'experiment. “La física fa possibles coses que es consideraven impossibles: l'increment de precisió portarà a descobrir nova informació”, conclou.