Las paradojas de la Física Cuántica: el premio Nobel en 6 claves

Crédito de la ilustración: Nobel Prize Committee

El francés Serge Haroche y el estadounidense David Wineland, dos genios de la óptica cuántica, acaban de ser galardonados con el Premio Nobel de Física 2012.

Oye, ¿qué es eso de la “óptica cuántica”?

La “mecánica cuántica” es la teoría que explica cómo funciona la realidad a escalas muy, muy pequeñas.

La belleza de la mecánica cuántica es que predice efectos que desafían nuestra intuición (por ejemplo, la famosa “paradoja del gato de Schröedinger”). Niels Bohr, uno de los padres de la teoría, decía que “aquel que no se extrañe cuando le expliquen la mecánica cuántica, es que no ha comprendido nada”.

La “óptica cuántica” es la aplicación de la mecánica cuántica al estudio de la luz y sus interacciones con la materia.

Vale, ¿me puedes explicar algo más?

Igual que la materia está formada por átomos, la luz está formada por unas partículas diminutas llamadas fotones.

El problema para los físicos es que resulta casi imposible aislar un sólo átomo o un sólo fotón. Haroche y Wineland han desarrollado técnicas para superar esta dificultad.

Gracias a sus investigaciones, hemos podido observar muchas de las paradojas predichas por la mecánica cuántica.

¿Cuáles son esas paradojas?

Quizás la más famosa es la conocida como “paradoja del gato de Schröedinger”. Imagina que metemos un gato y material radiactivo dentro de una caja. Si el material radiactivo decae, el gato se muere. Si el material radiactivo no decae, el gato sigue vivo.

La mecánica cuántica nos explica que los átomos del material radiactivo pueden, a la vez, haber decaído y no haber decaído. Es decir, el gato puede estar vivo y muerto a la vez. Cuando abrimos la caja, otro principio de la mecánica cuántica establece que el sistema tiene que elegir uno de los dos estados.

¿Suena raro, verdad? Pues los experimentos de Haroche y Wineland demuestran que así de caprichosa es la realidad en la que vivimos.

¿Algún español ha hecho descubrimientos importantes en óptica cuántica?

¡Sí!

Ignacio Cirac es una de las referencias mundiales en este campo. En el año 2010, compartió la prestigiosa Medalla Franklin con Wineland, uno de los galardonados hoy con el Nobel.

Ignacio trabaja en Munich, dirigiendo el “Instituto Max Planck de Óptica Cuántica”.

¿La mecánica cuántica tiene alguna aplicación?

Si no hubiésemos descubierto la mecánica cuántica no tendríamos ordenadores, ni telecomunicaciones modernas, ni radioterapia.

La pantalla que tenéis frente a vuestros ojos funciona porque se están produciendo millones de transiciones electrónicas por segundo que se explican con los principios de la mecánica cuántica.