Escuchando la radio cuántica

Todos hemos estado molestos por las señales de radio débiles en algún momento de nuestras vidas: nuestra canción favorita en el automóvil se está convirtiendo en ruido, estamos demasiado lejos de nuestro enrutador wifi para consultar nuestro correo electrónico. Nuestra solución habitual es aumentar la señal, por ejemplo, eligiendo una estación de radio diferente o moviéndose al otro lado de la sala de estar. ¿Qué pasaría si, sin embargo, pudiéramos escuchar más atentamente?

Las señales de radio débiles no son solo un desafío para las personas que intentan encontrar su estación de radio favorita, sino también para los escáneres de resonancia magnética (IRM) en los hospitales, así como para los telescopios que usan los científicos para mirar al espacio.

En un 'salto' cuántico en la detección de radiofrecuencias, los investigadores del grupo Gary Steele en Delft demostraron la detección de fotones o cuantos de energía, las señales más débiles permitidas por la teoría de la mecánica cuántica.

Trozos cuánticos

Una de las extrañas predicciones de la mecánica cuántica es que la energía viene en pequeños trozos llamados "cuantos". ¿Qué significa esto? "Digamos que estoy empujando a un niño en un columpio", dijo el investigador principal Mario Gely. "En la teoría clásica de la física, si quiero que el niño vaya un poco más rápido, puedo darles un pequeño empujón, dándoles más velocidad y más energía. La mecánica cuántica dice algo diferente: solo puedo aumentar la energía del niño". paso cuántico 'a la vez. No es posible empujar la mitad de esa cantidad ".

Para un niño en un columpio, estos 'pasos cuánticos' son tan pequeños que son demasiado pequeños para notarlos. Hasta hace poco, lo mismo ocurría con las ondas de radio. Sin embargo, el equipo de investigación en Delft desarrolló un circuito que puede detectar estos trozos de energía en las señales de radiofrecuencia, lo que abre el potencial para detectar ondas de radio en el nivel cuántico.

¿De la radio cuántica a la gravedad cuántica?

Más allá de las aplicaciones en la detección cuántica, el grupo en Delft está interesado en llevar la mecánica cuántica al siguiente nivel: la masa. Mientras que la teoría del electromagnetismo cuántico se desarrolló hace casi 100 años, los físicos aún hoy están desconcertados sobre cómo encajar la gravedad en la mecánica cuántica.

"Usando nuestra radio cuántica, queremos tratar de escuchar y controlar las vibraciones cuánticas de objetos pesados, y explorar experimentalmente lo que sucede cuando se mezclan la mecánica cuántica y la gravedad", dijo Gely. "Tales experimentos son difíciles, pero si tuviéramos éxito podríamos probar si podemos hacer una superposición cuántica del espacio-tiempo, un nuevo concepto que probaría nuestra comprensión tanto de la mecánica cuántica como de la relatividad general".

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad Tecnológica de Delft. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y duración.