Físicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts han desarrollado un método para manipular la tecnología cuántica
En un estudio publicado en Nature Physics,Los científicos estudiaron 400 átomos ultrafríos de iterbio, uno de los dos tipos de átomos utilizados en los relojes atómicos modernos. Enfriaron los átomos justo por encima del cero absoluto. A esta temperatura, la mayoría de los efectos clásicos, como el calor, desaparecen y el comportamiento de los átomos está determinado únicamente por los efectos cuánticos.
Cámara de instalación con átomos de iterbio ultrafríos. Foto: Simone Colombo, MIT
Los científicos utilizaron un sistema de láseres para capturarátomos, y luego envió una luz "confusa" con un tinte azulado que hizo que los átomos oscilaran en un estado correlacionado. Permitieron que los átomos entrelazados evolucionaran en el tiempo y luego los sometieron a un pequeño campo magnético. Introdujo un pequeño cambio cuántico, cambiando ligeramente las vibraciones colectivas de los átomos.
Tal cambio sería imposible de detectar conutilizando las herramientas de medición existentes, señalan los investigadores. En cambio, los físicos utilizaron la inversión del tiempo para amplificar esta señal cuántica. Para ello, enviaron otro rayo láser con un tinte rojo, que estimuló a los átomos a desmoronarse como si estuvieran evolucionando hacia atrás en el tiempo.
Una máquina láser utilizada para entrelazar y desenredar átomos. Foto: Simone Colombo, MIT
El equipo realizó este experimento miles de veces connubes de 50 a 400 átomos, observando cada vez un aumento en la señal cuántica. Los científicos han descubierto que su sistema entrelazado es 15 veces más sensible que sistemas atómicos similares no entrelazados.
Cada tipo de átomo vibra a una frecuencia constante,que, si se mide correctamente, puede servir como un péndulo muy preciso, explican los autores. Pero en la escala de un átomo, las leyes de la mecánica cuántica entran en vigor y las vibraciones del átomo cambian. Solo después de realizar muchas mediciones de un átomo, los científicos obtienen una estimación de sus vibraciones reales.
Por ejemplo, en los relojes atómicos modernos de la físicamedir repetidamente las vibraciones de miles de átomos ultrafríos para aumentar sus posibilidades de obtener datos precisos. Utilizando la mayor sensibilidad de un sistema entrelazado cuántico, es posible reducir el número de mediciones y mejorar la precisión de los relojes atómicos y varios sensores basados en vibraciones atómicas.
Imagen de portada: MIT
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