¿Podemos crear criaturas cuánticas en el laboratorio?

Los resistentes osos de agua

La extrañeza cuántica podría pronto invadir el mundo de los seres vivos, si un esquema para dar una extraña doble vida al virus de la gripe salta a la palestra.

En la teoría cuántica, un único objeto puede estar haciendo dos cosas distintas a la vez. Esta propiedad, conocida como “superposición”, es un estado delicado, se destruye al contacto con el mundo exterior. Los objetos más grandes que se han superpuesto hasta el momento son moléculas. Es difícil poner un objeto mayor, como un gato o un humano, en un estado de superposición debido a que las moléculas de aire y los fotones están rebotando continuamente contra ellos.

Pero podría ser posible con una forma de vida más pequeña, de acuerdo con Oriol Romero-Isart del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Garching, Alemania, y sus colegas. Esperan demostrar la idea con el virus de la gripe, el cual exhibe algunas propiedades de la vida, debido a que puede sobrevivir en el vacío – resolviendo el problema de las molestas moléculas de aire.

Fijación por láser

Su esquema usa dos rayos láser cuya luz ejerce una sutil fuerza sobre la materia. Allí donde se cruzan los dos rayos se forma una “cavidad óptica” que mantiene al virus en el sitio.

Ajustando la frecuencia de los rayos, puede hacerse que los fotones del láser absorban la energía de vibración del virus atrapado en su centro de masas hasta que se frene a su estado de energía más bajo posible. En este “estado base” el virus está listo para pasar a la superposición.

Enviar un fotón láser hacia la trampa debería hacer el resto. Dado que un fotón es una entidad cuántica tiene más de una opción abierta. De este modo será reflejado y transmitido a la trampa, colocándola en una superposición.

Al afectar al virus, lo fuerza a una superposición tanto de su estado base como del siguiente estado de energía vibratoria. Ahora el virus debería estar haciendo dos cosas distintas a la vez – el equivalente a que tú estés cortando el césped y haciendo la compra a la vez. “Han logrado un experimento realmente fantástico – ingenioso y creo que factible”, dice Peter Knight del Imperial College de Londres.

Romero-Isart y sus colegas especulan que podrían realizar la misma hazaña con un tardígrado, u oso de agua, un animal de menos de un milímetro de tamaño que puede sobrevivir a temperaturas extremas y al vacío durante varios días.

Grandes preguntas

Hacer que un ser vivo realice dos cosas al mismo tiempo es más que una proeza física. Podría responder preguntas fundamentales sobre la naturaleza de la teoría cuántica.

La mayor parte de los físicos creen que la razón de que el comportamiento cuántico se manifieste sólo en las cosas pequeñas es que es difícil aislar los objetos de sus alrededores. Pero el eminente físico Roger Penrose de la Universidad de Oxford cree que existe un tamaño o masa crítica al cual los cuerpos dejan de ser cuánticos.

De acuerdo con Knight, los experimentos del tipo propuesto por el equipo de Romero-Isart podrían ofrecer finalmente una forma de distinguir entre la visión preponderante y la de Penrose.


Artículo de referencia

Autor: Marcus Chown
Fecha Original: 15 de septiembre de 2009
Enlace Original

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Comments (14)

  1. Jurl

    Penrose se columpia todo lo que le da la gana xD. Como se pretende hacer en el experimento -que está magníficamente explicado-, no es lo mismo el comportamiento de una estructura aislada y con interacciones mínimas y controladas que el de otra en un estado “normal”, con interacciones continuas y que se cuentan por órdenes de magnitud bastante abultados. Supongo que en condiciones determinadas se pueden hacer “aflorar”, por mal explicarse, lo que llamamos “fenómenos cuánticos” (cuando en realidad queremos decir “cosas que nos parecen rarísimas y que en principio sólo vemos que pasan con esas otras cosas tan pequeñas que llamamos microscópicas”) en objetos… “más” macroscópicos… un poco liado, sí xD.

    De donde me hace reflexionar mucho el hecho… que hemos cambiado muy poco. Seguimos haciendo lo que podemos -literalmente, y tan pronto como podemos, parece ser-, sin reflexionar demasiado previamente siquiera de qué es lo que queremos. Bien, esto tampoco es científico, o quizá sí…

  2. Jurl

    Quiero decir, que no parece quedar muy claro, que lo que no sé si es científico es mi último razonamiento (el del segundo parágrafo), no el experimento en sí, que por supuesto que lo es.

    • Bipode

      Hace pocos días se publicaba en estas mismas páginas que, al menos, dos procesos biológicos requerían la intervención de la mecánica cuántica. Uno es la omnipresente fotosíntesis. El otro la orientación magnetica de las aves en vuelo gracias a mecanismos cuánticos en las células de la retina. Más pronto que tarde, vendrán muchos más descubrimentos parecidos.
      En mi modesta opinión, la vida es esencialmente un proceso cuántico, está basada en sus leyes y procede necesariamente de este tipo de procesos. Ya lo apuntaba tímidamente Erwin Schrödinger en su libro “¿Qué es la Vida?” y con más contundencia lo hacen Brian Josephson y otros reputadísimos científicos. El que aún desconozcamos cómo es posible que estos fenómenos cuánticos sucedan en condiciones tan alejadas de las ideales de los laboratorios no debería conducirnos a negar esa posibilidad ni arredrarnos a profundizar más en este hermoso misterio al que debemos nuestra existencia.

      • Jurl

        Sí, nadie discute que a nivel molecular los “efectos cuánticos” por así llamarlos, son muy importantes si no lo más importante, todo eso siempre quedó oculto debajo de la alfombra de la “mecánica-termodinámica estadística”. Sin problemas. Pero por referirnos al propio artículo, lo que se discute es si esos “efectos cuánticos” tienen el mismo peso en objetos de mucho mayor tamaño. Muy groseramente, viene a ser algo parecido al movimiento browniano: en una mota de polvo lo es todo, en un objeto macroscópico pues no lo es tanto, quizá nada, quizá sí pero entonces a escalas de tiempo mucho mayores.

        En suma, que no tenemos ni la más puta idea xD.

        A lo quería referirme, mal, como siempre, es si no sería más efectivo proseguir otra línea de investigación más centrada en las propias reacciones moleculares -en la química, hablando en plata- que ponerse a diseñar experimentos que, pues sí, si salen, tendrán una repercusión mediática y filosófica muy amplia y fuerte, pero seguramente que al final serán mucho menos importantes que los que digo yo. O, quizá esté completamente equivocado y a veces es mejor empezar la casa por el tejado.

        En suma, que yo tampoco tengo la más puta idea xD.

  3. ¿Podemos crear criaturas cuánticas en el laboratorio?…

    La extrañeza cuántica podría pronto invadir el mundo de los seres vivos, si un esquema para dar una extraña doble vida al virus de la gripe salta a la palestra. En la teoría cuántica, un único objeto puede estar haciendo dos cosas distintas a la vez. H…

  4. Homo Sapiens

    La teoría es bonita, pero no lo veo.

    Si le hacemos eso a un átomo … vale. Pero una célula son millones de átomos… conseguir aislar todos para que queden aislados del universo …
    Me parece un atrevimiento con la tecnología actual.

    • chamaeleo

      Estoy de acuerdo, pero hay una dificultad añadida: cuando hay millones de partículas, además de la dificultad de aislarlas del resto del universo, se añade la dificultad de evitar que interaccionen entre ellas.

      A ver cómo aseguras, en un cuerpo de un millón de átomos, que la radiación que emite uno de los átomos no lo va a absorber otro de los átomos que están a su alrededor. Cualquier tipo de interacción, aunque sean entre las propias partículas del cuerpo aislado, ya colapsaría las superposiciones cuánticas en un solo estado.

  5. Marcel

    Si conseguimos tener a un trabajador realizando 2 tareas diferentes las empresas estaran encantadas. Pero eso hace surgir nuevos problemas: la mano de obra de un trabajador así se mide en horas, o en horas*estados ?

  6. hugo luchetti

    UNO SON MILLONES:

    Nunca hacemos una cosa a la vez. La “vez” son millones de cosas que hacemos porque el espacio es cuàntico y, ademàs, lo cuantizamos nosotros. Mientras escribo esto, lo pienso. Mientras lo pienso, oigo la radio, mi corazòn late, tengo las piernas cruzadas, siento la presiòn de la silla sobre la izquierda porque estoy mal sentado. Debo apurarme porque quiero “ver” otro sitio”, mientras…, debo escoger las palabras o fractales (letras) que expresen bien lo que… Tenemos tantos espacios internos y externos entrecruzàndose… Chau, gracias

  7. khinecapa

    Una pregunta que quisiera plantear a alguna persona realmente entendida. ¿ Es posible que un objeto este en más de dos sitios a la vez? Gracias

    • Jurl

      Depende lo que entiendas por objeto. El propio artículo te dice que se ha conseguido ya con cosas tan “enormes” (desde un cierto punto de vista, lo son) como moléculas. Sí, se ha logrado que “objetos” estén en dos lugares a la vez, pero cuidado, que no es exactamente lo mismo que lo de S. Martín de Porres xD.

      Busca información sobre la dualidad onda-corpúsculo, la clave está en que los objetos pensados antiguamente como “materia” eran “bolitas”, hablando en zafio, cosas tangibles, cuando en realidad más bien son ondas (esto así dicho a lo mal también), y una onda tiene unas propiedades muy diferentes a las de una bolita tangible. A escala macroscópica lo que tocamos parece sólido y firme (en realidad, no se llega a “tocar” materia jamás, eso sólo sucede en las reacciones termonucleares, lo que pasa es que campos electromagnéticos se repelen, simplemente xD), es en realidad un amasijo de ondas (o al menos tenemos que describirlo parcialmente así), pero digamos, de un grano “tan fino” que escapa totalmente a nuestros sentidos.

      Lo que se discute es si estos efectos que son mínimos a escala macroscópica pudieran ser, digamos “amplificados artificialmente” para que pase con un objeto enorme (tú o yo, digamos) lo que pasa continuamente con un electrón.

      En toda esta explicación he violado 200 veces el rigor científico xDDDD.

  8. khinecapa

    Este Hugo Luchetti con este nick y otros siempre esta bloqueando cualquier dialogo en comentarios, en esta web y en otras. Que gran perdida de tiempo escribiendo majaderías en todas las web y blog interesantes que hay en este país

  9. Fer xyz

    Pues a mi me ha parecido una bonita intervención (otros casos no he leido)

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