Relojes atómicos ultracongelados exploran efectos cuánticos en el tiempo
Los científicos han desarrollado relojes atómicos ultracongelados de alta precisión que podrían detectar cómo la física cuántica influye en el flujo del tiempo. Al enfriar átomos a casi el cero absoluto, estos dispositivos buscan medir variaciones sutiles del tiempo predichas por la teoría cuántica. La investigación, publicada en Nature Communications, abre nuevas vías para probar la física fundamental.
Investigadores de la Universidad de Warwick, liderados por el físico Gavin Morley, han creado relojes atómicos ultracongelados utilizando átomos de estroncio enfriados a solo unos pocos millonésimos de grado por encima del cero absoluto. Estos relojes funcionan atrapando los átomos en redes ópticas y utilizando láseres para rastrear sus vibraciones, que sirven como mecanismo de tic-tac. La precisión de estos dispositivos supera a la de los relojes atómicos tradicionales, permitiendo potencialmente detectar fluctuaciones cuánticas en el tiempo que la física clásica no puede explicar.
El experimento implica colocar dos de estos relojes uno al lado del otro para comparar sus tasas durante períodos extendidos. 'Si la mecánica cuántica afecta al tiempo, deberíamos ver una pequeña diferencia entre los dos relojes', explicó Morley en el estudio. La teoría cuántica sugiere que a escalas microscópicas, el tiempo podría no fluir de manera uniforme debido a efectos como la superposición y el entrelazamiento, un fenómeno no probado hasta ahora.
Este trabajo se basa en avances anteriores en relojes de red óptica, demostrados por primera vez a principios de los años 2000. La iteración más reciente, detallada en un artículo publicado el 16 de octubre de 2024 en Nature Communications, logra una estabilidad del orden de 10^-18, lo que significa que no ganaría ni perdería un segundo durante la edad del universo. Al aislar los efectos cuánticos del ruido ambiental, los relojes podrían revelar discrepancias predichas por teorías que intentan unificar la mecánica cuántica con la relatividad general.
Las implicaciones se extienden a la investigación de la gravedad cuántica y tecnologías GPS mejoradas, donde incluso errores de tiempo minúsculos pueden acumularse. Sin embargo, persisten desafíos, incluyendo escalar el experimento para detectar variaciones predichas tan pequeñas como 10^-20 segundos. El equipo planea más refinamientos para empujar estos límites, potencialmente reconfigurando nuestra comprensión del tiempo a nivel cuántico.
Ningún experimento previo ha probado directamente la dilatación temporal cuántica de esta manera, haciendo de esto un esfuerzo pionero en la física experimental.