Un equipo de científicos del CONICET en el Instituto de Nanociencia y Nanotecnología (INN) del Centro Atómico Bariloche y docentes del Instituto Balseiro, desarrollaron una técnica innovadora para "escuchar" lo que ocurre en entornos invisibles y caóticos a escala atómica: el misterioso mundo cuántico.
Pero ¿qué es exactamente ese mundo cuántico?
A diferencia de lo que vemos en nuestra vida cotidiana —donde los objetos tienen posiciones y trayectorias definidas, y todo parece seguir un orden lógico— en el universo cuántico las reglas cambian radicalmente. Las partículas pueden estar en varios lugares a la vez, comportarse como ondas, y sólo se definen cuando las observamos. Además, todo es tan pequeño y sutil que incluso medirlo puede alterar su comportamiento. Es un mundo gobernado por probabilidades, incertidumbre y extrañas correlaciones que desafían nuestra intuición; un entorno que, para un sensor, se siente como un susurro caótico de "ruido cuántico".
En ese contexto, los investigadores utilizaron estos sensores cuánticos: sistemas minúsculos capaces de captar señales extremadamente débiles, como si fueran "antenas" ultrasensibles. Su objetivo era explorar estos ambientes "ruidosos", es decir, aquellos en los que las partículas están sometidas a fluctuaciones desordenadas, impredecibles, y muchas veces violentas desde el punto de vista cuántico.
En física, se habla de entornos no gaussianos cuando presentan fluctuaciones inusuales o fuertes, y de entornos fuera del equilibrio cuando cambian constantemente en el tiempo. Ambos casos se alejan del comportamiento ordenado y predecible de los sistemas simples, como un río calmo, y se parecen más a un torrente turbulento lleno de remolinos. Hasta ahora, detectar la presencia de ese desorden cuántico era extremadamente difícil, porque los métodos tradicionales no lograban distinguir esas señales caóticas entre tanto “ruido de fondo”.
Lo revolucionario de este nuevo trabajo es que el equipo descubrió que, en presencia de estos entornos tan complejos, los sensores cuánticos pierden su simetría en el tiempo. Es decir, su evolución deja de ser la misma si uno la observa hacia adelante o hacia atrás en el tiempo. Esta ruptura de simetría —un concepto profundo en física— revela una huella inequívoca del desorden del entorno, y se convierte en una poderosa herramienta para estudiarlo.
Transformar un fenómeno tan sutil en una señal medible es un avance enorme. Esta técnica no solo permite explorar nuevos aspectos de la física fundamental, sino que también podría tener aplicaciones concretas en tecnologías emergentes. Por ejemplo, mejorar el diseño de materiales para computadoras cuánticas más estables, crear herramientas ultra sensibles para obtener imágenes biomédicas más precisas, o incluso ayudarnos a entender mejor las leyes más profundas del universo.
En resumen, este avance representa un paso más para convertir las tecnologías cuánticas en herramientas más robustas, poderosas y útiles para el mundo real. Nos permite escuchar —casi literalmente— el susurro del caos cuántico y aprovecharlo para construir el futuro.
Este trabajo fue publicado hace unos días de forma completa en la prestigiosa revista, PRX Quantum, editada por la American Physical Society, y pone en evidencia los enormes avances de la ciencia argentina a nivel mundial.
Autores: Martín Kuffer - Analía Zwick - Gonzalo A. Álvarez.
Enlace al artículo: https://journals.aps.org/prxquantum/abstract/10.1103/PRXQuantum.6.020320
