De lo cuántico a la relatividad: este experimento de entrelazamiento cuántico detecta la rotación terrestre
Este avance abre nuevas perspectivas en la intersección de la mecánica cuántica y la relatividad general, superando los límites de sensibilidad de los sensores basados en el entrelazamiento.
Crédito: Marco Di Vita
Los interferómetros ópticos de Sagnac, conocidos por su precisión inigualable, han jugado un papel crucial en la medición de velocidades de rotación durante décadas. Sin embargo, los interferómetros que utilizan el entrelazamiento cuántico prometen una sensibilidad aún mayor, aunque su potencial se ha visto limitado por la delicada naturaleza del entrelazamiento.
El experimento vienés ha superado esta barrera construyendo un interferómetro de Sagnac gigante de fibra óptica, capaz de mantener un nivel de ruido bajo y estable durante varias horas. Esto permitió la detección de pares de fotones entrelazados de alta calidad, superando la precisión de los interferómetros anteriores por un factor de mil.
En un interferómetro de Sagnac, dos partículas que se mueven en direcciones opuestas en una trayectoria cerrada llegan al punto de partida en diferentes momentos. Con partículas entrelazadas, el efecto se amplifica, su comportamiento se asemeja al de una única partícula probando simultáneamente ambas direcciones y acumulando el doble de la demora temporal.
Para aislar la señal de rotación de la Tierra, los investigadores dividieron la fibra óptica en dos partes iguales conectadas por un interruptor óptico. Activando y desactivando este interruptor, pudieron neutralizar la señal de rotación.
Este experimento, realizado en el marco de la red de investigación TURIS, demostró la interacción entre los sistemas rotatorios y el entrelazamiento cuántico con una precisión mil veces superior a las experiencias anteriores. Este trabajo abre el camino a futuras mejoras y nuevas exploraciones del entrelazamiento cuántico en las curvaturas del espacio-tiempo.