¿Qué hay en el vacío?: el experimento cuántico que midió lo que hay en la “nada”

A nivel cuántico las reglas de juego cambian. Sabemos que hay algo ahí, ¿pero es posible medirlo?
¿Qué hay en el vacío?: el experimento cuántico que midió lo que hay en la “nada”
El mundo cuántico no funciona igual que el mundo clásico.
Foto: Getty

Imagina que estás en una casa embrujada. Es una mansión abandonada, oscura y gélida.

Cuando entras la casa parece vacía, pero de repente comienzas a sentir cosas extrañas que surgen de la nada.

En medio del silencio un pasa espectro junto a ti, se escucha una voz en la cocina, unos pasos hacen crujir el piso de madera… ¿De dónde vienen esas presencias si no hay nadie en la casa?

Esta pesadilla es solo un ejemplo para entender eso que llamamos “el vacío”.

Para entenderlo, debemos identificar dos formas de ver la realidad.

En la realidad “clásica”, que es como los científicos llaman al mundo que podemos ver y sentir, es fácil de entender qué es le vacío. Es simplemente un espacio en el que no hay nada.

fantasma
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Las partículas cuánticas se comportan como fantasmas, pero no tienen nada que ver con fenómenos paranormales.

Pero en la realidad “cuántica”, es decir, a escalas subatómicas que no podemos detectar a simple vista, el vacío se parece mucho más a esa casa embrujada.

En el vacío cuántico, aunque logremos remover cualquier elemento del mundo clásico, como la luz o el calor, y no quede “nada”, de repente comenzarán a aparecer partículas que se pueden detectar por brevísimos instantes, como un fantasma.

Al igual que la casa embrujada, aunque en el vacío cuántico aparentemente no hay nada, en realidad está lleno de partículas, energía y ondas que surgen de manera misteriosa y se esfuman rápidamente.

Los científicos ya han logrado detectar estas partículas, pero ahora, un experimento del Instituto de Electrónica Cuántica de Austria, afirma que logró medir por primera vez las fluctuaciones que esas partículas generan en el espacio “vacío”.

Es como si ya “sintiéramos” que hay un fantasma, pero por fin lográramos ver la estela blanca que deja a su paso.

dispositivo cuántico
Cristina Benea-Chelmus
El experimento se realizó en este dispositivo que crea un “vacío puro”.

Algo que surge de la nada

Seguro recuerdas que en el colegio te enseñaron que la materia no se crea ni se destruye, es decir, que es imposible que algo surja de la nada.

A nivel cuántico, sin embargo, sí que es posible.

“Por un corto período de tiempo se puede crear energía a partir del espacio vacío”, le dice a BBC Mundo Cristina Benea-Chelmus, coatura del estudio e investigadora de ciencias aplicadas en la Universidad de Harvard.

“Ocurre de manera espontánea, no podemos saber cuándo pasará, pero pasará”.

En el experimento, Benea-Chelmus observó que las fluctuaciones en el vacío se propagan en el tiempo y en el espacio.

A nivel cuántico, cuando hablamos de espacio nos referimos a escalas nanométricas. Y cuando hablamos de tiempo, son períodos brevísimos.

esferas
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Las partículas cuánticas generan fluctuaciones del campo electromagnético.

Por ejemplo, para medir las fluctuaciones, en ese experimento utilizaron pulsaciones de laser que duran 10^-15 segundos.

Para lograr el “vacío puro”, como lo llama Benea-Chelmus, y así medir lo que ocurre ahí, la investigadora utilizó un dispositivo enfriado a una temperatura cercana al cero absoluto y del cual se bloqueó cualquier fuente de luz que pudiera “contaminar” esa pureza.

“Esto es lo más cercano al vacío a lo que se puede llegar, no se puede superar ese límite”, dice Benea-Chelmus.

Al interior del dispositivo había un cristal especial que reacciona ante las fluctuaciones del vacío, que es lo único que queda luego de que se ha eliminado cualquier otro tipo de materia o radiación electromagnética.

Así, al ver cómo cambiaban las características del cristal cuando las fluctuaciones del vacío pasaban a través de él, Benea-Chelmus y su equipo pudieron medir el campo el electromagnético que generan.

mujer
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Donde parece no haber nada, siempre hay algo.

Fantasmas cuánticos

El vacío cuántico no es un lugar en el que no haya nada, solo que las partículas, las fluctuaciones y la energía que hay ahí son tan diminutas y tan efímeras que, por ahora, resulta imposible extraerlas o transformarlas.

Esas fluctuaciones que ocurren en el vacío son las responsables de las llamadas “emisiones espontáneas”, que son emisiones que se utilizan en dispositivos que emiten luz, como las pantallas de los celulares.

Ese tipo de experimentos podría significar avances en ese campo, pero los autores del estudio destacan que la medición que lograron hacer coincide con lo que describe la teoría cuántica, y que ahora quedó demostrada.

Benea-Chelmus reconoce que aún estamos lejos de comprender completamente estos fenómenos, pero su hallazgo es un paso más descifrar los misterios de la física cuántica y entender mejor qué son aquellas partículas que por ahora parecen fantasmas.


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