Las partículas cuánticas pueden retroceder aunque las empujen hacia adelante

Se observa por primera vez 'retroceso' en una partícula sometida a fuerzas externas. /Pixabay

Matemáticos de las universidades de York, Munich y Cardiff (EE.UU. y Reino Unido) han identificado otra propiedad única de las partículas del mundo cuántico: pueden moverse en sentido opuesto a la dirección en la que se están empujando. Es decir, como si empujaras una taza de café hacia adelante y esta respondiera volviéndose hacia ti, en la dirección contraria en la que has ejercido la fuerza. Pero a nivel cuántico.

En el universo observable, los objetos viajan en la misma dirección que su impulso. Sin embargo, esto no es una verdad universal en escalas microscópicas: las partículas cuánticas pueden ir parcialmente hacia atrás y viajar en la dirección opuesta a su impulso, según el estudio que ha sido publicado en Physical Review A. Esta propiedad única se conoce como backflow (reflujo o retroceso), y, hasta ahora, los científicos solo eran conscientes de este movimiento en partículas cuánticas libres, sobre las que no actúa ninguna fuerza. Es la primera vez que esta propiedad se ha encontrado en una partícula sobre la que sí influyen fuerzas externas.

"El retroceso siempre puede ocurrir, incluso si una fuerza está actuando sobre la partícula cuántica mientras viaja. Su efecto es el resultado de la dualidad onda-partícula y la naturaleza probabilística de la mecánica cuántica", señala Henning Bostelmann, investigador del Departamento de Matemáticas de York. "Esto significa que las fuerzas externas no destruyen el efecto de retroceso, lo que es un nuevo descubrimiento emocionante", añade Daniela Cadamuro, de la Universidad Técnica de Múnich.

Utilizando una combinación de métodos analíticos y numéricos, los investigadores también obtuvieron estimaciones precisas sobre la fortaleza de este fenómeno. Estos resultados demuestran que el retroceso está siempre presente, pero es un efecto bastante sutil, lo que explicaría por qué no se había podido medir todavía. Este descubrimiento abre el camino para más investigaciones sobre la mecánica cuántica, y podría aplicarse a futuros experimentos en campos de tecnología cuántica, como el cifrado seguro de computadoras.

El movimiento esperado de la taza de café que nombrábamos al principio tampoco es una verdad absoluta cuando hablamos de masa negativa. Investigadores de la Universidad de Washington (EE.UU.), consiguieron hace unos meses crear un fluido de átomos muy fríos que actúan como si tuvieran masa negativa, es decir, que cuando es empujado en una dirección, acelera en la dirección opuesta a la del impulso. La masa negativa es una hipótesis científica de la que existen pruebas de su existencia, sin que eso suponga una violación de la teoría de la relatividad general. Incluso algunos físicos consideran que podría estar relacionada con la energía oscura, los agujeros negros y las estrellas de neutrones.

Beatriz de Vera
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