El científico del siglo XVI Galileo Galilei dejó caer dos esferas de diferente masa desde la cima de la Torre Inclinada de Pisa para establecer un principio científico sobre la gravedad.
Ahora, casi cuatro siglos más tarde, un equipo de físicos italianos ha aplicado el mismo principio a los objetos cuánticos usando un método científico novedoso propuesto por la física de la Universidad de Queensland Magdalena Zych, y que ha sido publicado en Nature Communications.
Zych, del ARC Centre of Excellence for Engineered Quantum Systems, dijo que este trabajo podría conducir al desarrollo de nuevos sensores con aplicaciones en el estudio de erupciones volcánicas y terremotos, en la búsqueda de depósitos minerales, en la navegación en la Tierra y el espacio y en mediciones de alta precisión de tiempo, frecuencia y aceleración.
El matemático y físico Albert Einstein describió el principio el siglo pasado y se conoció como “principio de equivalencia de Einstein” para los átomos cuya masa está en un estado de superposición cuántica. Zych destacó que el principio jugó un papel vital en la comprensión de los físicos de la gravedad y del espacio-tiempo.
“El principio sostiene que la masa total inercial y gravitacional de cualquier objeto es equivalente, significando que todos los cuerpos caen de la misma manera cuando están sujetos a la gravedad”, dijo en un comunicado. “Nuestro equipo de investigación realizó una versión cuántica de la prueba de la Torre Inclinada”.
El nuevo enfoque fue propuesto por primera vez por el profesor investigador de Zych, la Universidad de Viena y la Academia de Ciencia de Austria Caslav Brukner.
“Nuestra prueba se basó en una característica cuántica única: la superposición”, dijo Zych. “En física relativista, la masa total de un sistema depende de su energía interna. En la teoría cuántica, un sistema puede ocupar dos o más estados de energía diferentes ‘a la vez’. Esto se llama superposición cuántica, lo que significa que un sistema cuántico puede ocupar simultáneamente diferentes energías de masa”.
Un equipo dirigido por el profesor Guglielmo Tino, de la Universidad de Florencia y el Instituto Nacional de Física Nuclear de Roma, diseñó y realizó el experimento.
“Las esferas del ejemplo de la Torre Inclinada de Galileo fueron reemplazadas por átomos de rubidio”, dijo Zych. “La torre fue reemplazada por un esquema desarrollado por el equipo del profesor Tino que se basa en la interferometría de átomos de Bragg.
“El experimento confirmó la validez del principio de equivalencia de Einstein para superposiciones cuánticas con una precisión relativa de unas pocas partes por billón”. La colaboración incluyó investigadores de la Universidad de Bolonia y la Agencia Espacial Europea.
Ahora, casi cuatro siglos más tarde, un equipo de físicos italianos ha aplicado el mismo principio a los objetos cuánticos usando un método científico novedoso propuesto por la física de la Universidad de Queensland Magdalena Zych, y que ha sido publicado en Nature Communications.
Zych, del ARC Centre of Excellence for Engineered Quantum Systems, dijo que este trabajo podría conducir al desarrollo de nuevos sensores con aplicaciones en el estudio de erupciones volcánicas y terremotos, en la búsqueda de depósitos minerales, en la navegación en la Tierra y el espacio y en mediciones de alta precisión de tiempo, frecuencia y aceleración.
El matemático y físico Albert Einstein describió el principio el siglo pasado y se conoció como “principio de equivalencia de Einstein” para los átomos cuya masa está en un estado de superposición cuántica. Zych destacó que el principio jugó un papel vital en la comprensión de los físicos de la gravedad y del espacio-tiempo.
“El principio sostiene que la masa total inercial y gravitacional de cualquier objeto es equivalente, significando que todos los cuerpos caen de la misma manera cuando están sujetos a la gravedad”, dijo en un comunicado. “Nuestro equipo de investigación realizó una versión cuántica de la prueba de la Torre Inclinada”.
El nuevo enfoque fue propuesto por primera vez por el profesor investigador de Zych, la Universidad de Viena y la Academia de Ciencia de Austria Caslav Brukner.
“Nuestra prueba se basó en una característica cuántica única: la superposición”, dijo Zych. “En física relativista, la masa total de un sistema depende de su energía interna. En la teoría cuántica, un sistema puede ocupar dos o más estados de energía diferentes ‘a la vez’. Esto se llama superposición cuántica, lo que significa que un sistema cuántico puede ocupar simultáneamente diferentes energías de masa”.
Un equipo dirigido por el profesor Guglielmo Tino, de la Universidad de Florencia y el Instituto Nacional de Física Nuclear de Roma, diseñó y realizó el experimento.
“Las esferas del ejemplo de la Torre Inclinada de Galileo fueron reemplazadas por átomos de rubidio”, dijo Zych. “La torre fue reemplazada por un esquema desarrollado por el equipo del profesor Tino que se basa en la interferometría de átomos de Bragg.
“El experimento confirmó la validez del principio de equivalencia de Einstein para superposiciones cuánticas con una precisión relativa de unas pocas partes por billón”. La colaboración incluyó investigadores de la Universidad de Bolonia y la Agencia Espacial Europea.