Por primera vez, los científicos han observado directamente un efecto gravitacional en un objeto cuántico que coincide con las predicciones de Einstein, cerrando una brecha entre dos pilares de la física moderna. El experimento, liderado por un equipo internacional que incluye al premio Nobel Sir Roger Penrose, se realizó en Israel y se publicó en Science Advances el 2 de septiembre.
Un objeto cuántico cae como Einstein dijo que lo haría
El equipo de investigación, de la Universidad Ben-Gurión del Néguev, la Universidad de Ulm y la Universidad de Oxford, construyó un dispositivo llamado Interferómetro Cuántico Galileo. Este instrumento les permitió dividir la onda cuántica de un átomo en dos caminos: uno mantenido quieto y el otro cayendo libremente bajo la gravedad. Cuando las dos partes se reunieron, la pequeña diferencia causada por la gravedad coincidió con el principio de equivalencia de Einstein, que establece que la gravedad desaparece localmente para un observador en caída libre.
Átomos de rubidio ultrafríos en un chip
El experimento se llevó a cabo en la Universidad Ben-Gurión usando átomos de rubidio enfriados a casi el cero absoluto. Los átomos se colocaron en una superposición cuántica usando pulsos de microondas, lo que efectivamente permitió que cada átomo siguiera dos caminos a la vez. Unos diminutos cables eléctricos en un chip de átomos especialmente diseñado generaron campos magnéticos para controlar los átomos. Una parte de la onda se mantuvo en su lugar mientras la otra caía, y luego se juntaron para medir el efecto gravitacional.
Esta prueba importa porque, aunque el principio de equivalencia de Einstein se ha confirmado con materia ordinaria, nunca se había probado directamente con objetos cuánticos, que se comportan como ondas y pueden seguir múltiples caminos simultáneamente. El resultado muestra que la gravedad se comporta como se predijo incluso en este régimen cuántico, ofreciendo una nueva ventana experimental al misterio de cómo la mecánica cuántica y la relatividad general encajan.
El hallazgo no resuelve el antiguo enigma de la gravedad cuántica, pero proporciona una observación concreta y reproducible que las futuras teorías deben tener en cuenta. Al demostrar que el principio de Einstein se mantiene en el mundo cuántico, el experimento reduce las posibilidades de cómo podría surgir una teoría completa de la física.
