Hiroshima aporta una nueva clave para entender la física cuántica que provocó su destrucción

La Universidad de Hiroshima, la primera ciudad víctima de los efectos perversos de la física cuántica, aporta una revelación espeluznante 78 años después de su destrucción: si queremos entender el mundo, Schrödinger y su gato no son la clave, sino su misterioso parentesco cuántico.

Que la física cuántica cuestiona qué es la realidad no es nada nuevo: llevamos más de un siglo dándole vueltas a esa idea porque, si algo hemos aprendido a lo largo de la historia de la ciencia, es que la realidad se redibuja continuamente en formas cada vez más complejas, ya sea desde el punto de vista de la física, como de la genética o de la astronomía.

La gran aportación de la física cuántica a este debate es que la base última de la realidad no son los ladrillos atómicos que habíamos imaginado, sino las interacciones subatómicas: sobre ellas nos hemos centrado para comprender la naturaleza, ya que en última instancia no está formada por objetos aislados, sino por objetos que están todos relacionados entre sí.

Red de interacciones

Eso significa que la realidad, en el fondo, es una interacción continua, una red aparentemente infinita de interacciones. Lo que hace la teoría cuántica es, precisamente, describir cómo se desarrollan esas interacciones que hacen posible, entre otras cosas, toda la electrónica moderna.

Nada existiría (al menos para nosotros) sin esas interrelaciones, ni a nivel cuántico, ni a nivel atómico, molecular o cosmológico.

La comprensión de lo qué es la realidad se complica porque otra de las cosas que hemos aprendido es que nosotros, cualquier persona que percibe la realidad, forma parte de esa misma realidad que pretendemos comprender. De alguna forma, estamos implicados en todo lo que ocurre.

Consciencia sutil

Una de las grandes conclusiones de la física cuántica es que Erwin Schrödinger, que supuestamente decide la suerte de su famoso gato cuando quiere ver si está vivo o muerto, no es el único “observador” del mundo, ya que todo lo que forma parte de la realidad es a la vez observador y observado. El gato también sabe de Schrödinger.

Esta especie de sutil consciencia de todas las cosas (observar algo supone darse cuenta del otro objeto), que surge de los niveles más básicos de la realidad, es la base de las interacciones que sustentan el universo.

Hiroshima, nueva clave

Por este motivo es importante lo que aporta ahora una nueva investigación de la Universidad de Hiroshima, paradójicamente la primera ciudad que sufrió en carne propia, hace 78 años, los efectos perversos de las interacciones cuánticas, la bomba atómica llamada "Little Boy". Desarrollada por Tomonori Matsushita y Holger F. Hofmann, los resultados de esta investigación se han publicado en la revista Physical Review Research.

La especial importancia de este trabajo es que prolonga la interacción básica de la realidad a la medición. Viene a decir que no solo las interacciones marcan la dinámica de la realidad, sino también la dinámica de la observación de la realidad que practican ad infinitum todos los objetos que se observan recíprocamente: conforman esa maraña impenetrable que llamamos realidad.

Superposición espeluznante

Su conclusión, explicada en lenguaje físico, es un poco espeluznante: los valores observables de un sistema físico (es decir, lo que podemos observar del mundo) dependen de la dinámica de la interacción de medición por la que se observan, tal como explican los investigadores en un comunicado.

“Las superposiciones cuánticas en la dinámica de la interacción de medición dan forma a la realidad observable de un sistema tal como lo registra un medidor", añaden.

La historia también cuenta

Han llegado a esta conclusión porque relacionan la medición cuántica tanto con la propiedad de un objeto físico como con el estado del medidor, lo que implica añadir a la observación información sobre el pasado y el futuro de un sistema físico.

"Nuestros resultados muestran que la realidad física de un objeto no puede separarse del contexto de todas sus interacciones con el medio ambiente, pasadas, presentes y futuras”. ¿Acaso no intuía algo de eso Ortega y Gasset en 1940 cuando dijo el hombre no tiene naturaleza, solo tiene historia?

La conclusión de este trabajo de la Universidad de Hiroshima no es nueva, pero desvela que lo que llamamos realidad es algo mucho más complejo y dinámico de lo que imaginamos.

Trayectoria conceptual

Hace tiempo que superamos la idea de que el universo estaba construido sobre unos ladrillos básicos e inamovibles que se llamaban átomos.

Luego comprobamos asombrados una paradoja que no terminamos de entender todavía: que esos átomos en realidad están vacíos (no son materiales en el sentido clásico), y que cada uno de ellos esconde un universo tan complejo como el que acoge al billón de galaxias que conocemos.

Tampoco sabemos muy bien qué pintamos nosotros como especie inteligente en todo este galimatías, pero hemos constatado que formamos parte inseparable de la realidad en la que nos encontramos (todos los átomos de nuestro cuerpo tienen un sustrato cuántico) y que lo que es real para un observador puede no serlo para otro. Tal como explicamos en otro artículo, la objetividad cuántica sería un espejismo.

Nueva cuña de complejidad

Y es aquí donde el nuevo estudio introduce una nueva cuña de complejidad: todas las observaciones que se hacen de la realidad están también relacionadas en una dinámica temporal que, una vez más, lo cambia todo.

Los autores lo explican así: “curiosamente, la observación (de la realidad) proporciona una nueva perspectiva sobre el uso de resultados de medición en las descripciones de la realidad. Es común suponer que las partículas localizadas o los valores de espín enteros son elementos de la realidad independientes de la medición, pero los resultados de esta investigación sugieren que estos valores solo se crean mediante interferencias cuánticas en mediciones suficientemente fuertes”.

Parentesco cuántico

Dicho con otras palabras: Schrödinger y su gato no son la clave de la realidad, sino el misterioso “parentesco” de interferencias cuánticas que los une de forma inesperada. Para los investigadores, esta constatación implica que “nuestra comprensión del significado de los datos experimentales puede necesitar una revisión fundamental.” Y tanto.

El estudio tiene implicaciones importantes para nuestra comprensión de la realidad, ya que nos invita a reconsiderar una vez más nuestra visión del mundo y a aceptar que la realidad es un concepto más fluido y contextual de lo que asumimos.

Además, abre nuevas posibilidades para explorar la naturaleza de la realidad desde una perspectiva cuántica, y para desarrollar nuevas formas de medir y manipular los sistemas físicos. No se puede pedir más.

Referencia

Dependence of measurement outcomes on the dynamics of quantum coherent interactions between the system and the meter. Tomonori Matsushita and Holger F. Hofmann. Phys. Rev. Research 5, 033064; 31 July 2023. DOI:https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.5.033064