¿Puede existir el “darwinismo cuántico”?

La física cuántica se está haciendo cada vez más colorida. El darwinismo cuántico postula una teoría sobre que los estados mecánico cuánticos son seleccionados y reproducidos. Crédito: Friedemar Kuchar

¿Sabías que hay una cosa conocida como “darwinismo cuántico? Pues sí, lo hay, y postula la teoría de que los estados de la mecánica cuántica son seleccionados y se reproducen.

Se han proporcionado las pruebas teóricas de estados estables y medibles extendiéndose sobre dos puntos cuánticos y creando descendencia, dicen los investigadores del Instituto de Física de la Universidad de Leoben, junto con sus colegas de la Universidad Estatal de Arizona. Esto apoya la noción de lo que se conoce como darwinismo cuántico, la cual hace la selección y reproducción de los estados mecánico cuántico responsables de la forma en que percibimos la realidad.

Los puntos cuánticos son estructuras nanoscópicas que son tan pequeñas que están sujetas a las leyes de la física cuántica. Esto significa, entre otras cosas, que los electrones de los puntos cuánticos asumen estados con valores de energía específicos. Si estos estados electrónicos se mide, interactúan con el entorno. Como resultado de esta interacción, algunos estados electrónicos se mezclan con otros del entorno y se difuminan energéticamente. Algunos de los estados originales, no obstante, son robustos y retienen sus valores de energía. Estos son conocidos como “estados puntero” y, por le momento, sólo se puede demostrar que existen para los puntos cuánticos aislados.

Relaciones estables

El equipo del Instituto de Física de la Universidad de Leoben y de la Universidad Estatal de Arizona dice que han tenido éxito al demostrar la existencia de nuevos tipos de estados puntero en puntos cuánticos acoplados en una estructura de capa de semiconductor hecha de arseniuro de aluminio y arseniuro de galio. “Hemos llamado a estos estados puntero de dos puntos cuánticos acoplados como “estados puntero bipartitos”. Son un descubrimiento apasionante debido a que se extienden a dos puntos cuánticos y por tanto representan el análogo de las moléculas. Su interacción con el entorno indica qué valores de resistencia eléctrica pueden medirse”, explica el Dr. Roland Brunner, miembro del equipo del Profesor Friedemar Kuchar.

Crear descendencia

El equipo también tuvo éxito al encontrar claras indicaciones del darwinismo cuántico, es decir, la idea que durante la interacción con el entorno sólo los estados “más fuertes” – los estados puntero – permanecen estables y son capaces de crear descendencia. Para proporcionar las pruebas de esta idea, el grupo que trabaja junto con Brunner y Kuchar calculó las densidades de probabilidad de los electrones en el sistema para varios puntos cuánticos en serie. Tal sistema corresponde a una guía de onda para los electrones en la cual la corriente eléctrica se determina por las ondas de los electrones transmitidos. Calcular la densidad de probabilidad del electrón para la energía del estado puntero bipartito demostró que este patrón tridimensional para esta densidad de probabilidad es idéntico para muchas ondas electrónicas distintas. En otras palabras, la descendencia del estado puntero bipartito está presente. Este resultado está aceptado internacionalmente como prueba de que el darwinismo cuántico tiene lugar en la realidad.

Aunque los puntos cuánticos fueron investigados desde una base puramente teórica en este proyecto de la FWF, tienen unos beneficios prácticos definidos. Una publicación anterior ya había creado un vínculo hacia un parámetro medido – la resistencia eléctrica. Es más, los puntos cuánticos pueden formar la base esencial de los componentes de la futura tecnología de la información cuántica tales como los ordenadores cuánticos. Estos ordenadores podrían usar la robustez de los estados puntero bipartitos para describir más estados aparte de sólo “0” ó “1” de la lógica binaria que representan el espectro de los ordenadores convencionales. No obstante, un factor crítico para el desarrollo de los ordenadores cuánticos es el medio para medir los estados, es decir, la interfaz con el mundo “clásico” externo. Sólo si distintas medidas registran el mismo estado puede una medida o resultado considerarse objetivo. Para lograr esto, no obstante, tal estado debe crear una descendencia como se postula en el determinismo cuántico. Una mayor confirmación de tal creación de descendencia fue proporcionada por este proyecto.

Estos resultado de un proyecto de la Fundación de Ciencia de Austria FWF fueron publicados recientemente en la revista Physical Review Letters y los investigadores dicen que será parte en un futuro desarrollo de la tecnología de información cuántica.


Publicación Original: “Coupling-Induced Bipartite Pointer States in Arrays of Electron Billiards: Quantum Darwinism in Action?” R. Brunner, R. Akis, D.K. Ferry, F. Kuchar&R. Meisels, Phys. Rev. Letters 101, 024102 (2008).

Fecha Original: 20 de octubre de 2008
Enlace Original

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Comments (3)

  1. ¿Puede existir el “darwinismo cuántico”?…

    ¿Sabías que hay una cosa conocida como “darwinismo cuántico? Pues sí, lo hay, y postula la teoría de que los estados de la mecánica cuántica son seleccionados y se reproducen. Se han proporcionado las pruebas teóricas de estados estables y me…

  2. ¿ Darwinismo cuántico ?…

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