Investigadores han desarrollado un protocolo inspirado en la cuántica para medir las masas de pequeños objetos cósmicos que doblan sutilmente la luz a través de microlentes. Este enfoque aprovecha las propiedades cuánticas de los fotones para extraer información precisa de señales débiles. Podría detectar entidades esquivas como planetas rogue e agujeros negros aislados sin necesidad de telescopios masivos.
La luz de estrellas distantes no siempre viaja en líneas rectas; los objetos masivos pueden doblarla, creando efectos de lentes gravitacionales. Aunque el lentes dramático de pesos pesados como agujeros negros es detectable, el "microlentes" más sutil de masas menores plantea desafíos para los métodos tradicionales. Zhenning Liu de la University of Maryland y sus colegas proponen un protocolo que tiene en cuenta la naturaleza cuántica de la luz para superar esto.
Los eventos de microlentes son identificables porque la luz se ilumina temporalmente, indicando un objeto intermedio. Sin embargo, inferir la masa del objeto a partir de datos de telescopios convencionales es difícil para cuerpos pequeños, como planetas rogue o agujeros negros aislados. Liu explica: "Los investigadores pueden saber cuándo ocurre un evento de microlentes, porque la luz se vuelve más brillante. Esto les permite saber que hay un objeto entre nosotros y la fuente de la luz, pero si ese objeto no es enorme, no pueden inferir su masa a partir de las propiedades de la luz que los telescopios ya miden."
La innovación radica en los fotones, las partículas cuánticas de la luz. Cuando un fotón encuentra un objeto de lentes, puede tomar múltiples caminos con diferentes tiempos de viaje, alterando sus propiedades cuánticas. Como ondas que se dividen alrededor de una roca, los fotones exploran efectivamente ambas rutas simultáneamente. El algoritmo del equipo extrae el retraso de tiempo entre estos caminos, que se relaciona directamente con la masa del objeto.
Este enfoque cuántico requiere pocos fotones, lo que lo hace factible con detectores existentes y computadoras convencionales, sin necesidad de una computadora cuántica completa. El análisis matemático muestra que funciona bien para estrellas en el bulbo galáctico de la Vía Láctea, donde estudios previos de lentes han encontrado objetos oscuros. La implementación podría ser probada en unos pocos años.
Daniel Oi de la University of Strathclyde elogia el método: ofrece "una mejora exponencial en la capacidad de extraer información de retraso de tiempo de la luz", llamándolo un "santo grial de la tecnología cuántica". Las herramientas cuánticas se adaptan a señales astronómicas débiles, ya que abordan límites fundamentales de medición en la física.
El protocolo, detallado en un reciente artículo de arXiv (DOI: 10.48550/arXiv.2510.07898), promete revelar objetos cósmicos invisibles a otras observaciones, mejorando nuestra comprensión de las masas ocultas del universo.