Los científicos han medido una superposición cuántica: un tercio del neutrón pasó por la "primera rendija"

Los físicos utilizaron una instalación de neutrones en el Instituto Laue-Langevin de Grenoble. en esto

El dispositivo dirige los neutrones hacia un cristal, que divide la onda cuántica de neutrones en dos ondas parciales. Estas nuevas ondas de neutrones viajan por dos caminos diferentes y se recombinan nuevamente.

Además de medir la propia partícula despuésreunificación, la instalación permite medir el giro de un neutrón. Los investigadores señalan que si un neutrón se mueve sólo por uno de dos caminos, posteriormente se puede determinar a partir de su espín qué camino tomó. Los científicos miden el valor del giro antes de la separación y después de la fusión de las ondas parciales. 

Mediante prueba y error, los físicos determinanel ángulo requerido para rotar el giro del estado superpuesto a su dirección original. La fuerza de esta rotación, señalan los científicos, muestra con qué fuerza estaba presente el neutrón a lo largo de cada trayectoria. Si solo siguiera la trayectoria en la que giraba, se necesitaría un ángulo de rotación completo para hacerlo retroceder. Si hubiera tomado un camino diferente, no habría sido necesaria la rotación inversa. 

Los científicos señalan que para determinar el nivel óptimoEl ángulo de rotación requiere muchos neutrones, pero una vez que se establece, la distribución determinada a partir de él se aplica a cada neutrón individual detectado. Por ejemplo, en un experimento realizado con un divisor de haz asimétrico especial, se demostró que los neutrones estaban un tercio en un camino y dos tercios en el otro.

Los resultados de nuestras mediciones confirmanteoría cuántica clásica. La novedad es que no hay necesidad de recurrir a argumentos estadísticos insatisfactorios: al medir una partícula, nuestro experimento muestra que debe ir en dos direcciones al mismo tiempo, y determina inequívocamente las proporciones correspondientes.

Stefan Sponar, coautor del estudio de la Universidad de Viena

El experimento de la doble rendija es el más famoso en cuánticaFísica: se disparan partículas individuales contra una pared con dos agujeros detrás de los cuales un detector mide dónde caen las partículas. El enfoque tradicional para realizar experimentos, como señalan los investigadores, se basa en muchas repeticiones y una evaluación estadística de todos los resultados. 

"En el clásico experimento de la doble rendijaSe crea un patrón de interferencia. Las partículas se mueven como una onda a través de ambos agujeros simultáneamente y las dos ondas interfieren entre sí. En algunos lugares se refuerzan mutuamente, en otros se neutralizan”, explica Sponar.

La probabilidad de medir una partícula detrás de una doble rendija enuna ubicación muy específica depende de este patrón de interferencia: donde se amplifica la onda cuántica, la probabilidad de medir la partícula es alta. Cuando la onda cuántica se cancela, la probabilidad es pequeña. Esta distribución de ondas no se puede ver mirando una sola partícula. Solo cuando el experimento se repite muchas veces, el patrón de onda se vuelve más y más reconocible punto por punto y partícula por partícula.

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