Efecto túnel cuántico más rápido que la luz? La experiencia para decidir

En física clásica, un objeto no puede cruzar una barrera sin suficiente energía. Sin embargo, en la física cuántica, las partículas pueden atravesar barreras energéticas gracias a un fenómeno conocido como efecto túnel.

Este proceso permite que las partículas "pasen" a través de obstáculos, lo que ya tiene aplicaciones en tecnologías como las memorias flash. Experimentos anteriores han sugerido que las partículas podrían atravesar estas barreras a velocidades superiores a la de la luz, lo que contradice la teoría de la relatividad de Einstein.


Los físicos Patrik Schach y Enno Giese de la Universidad de Darmstadt proponen un nuevo método de medición, más adecuado a la naturaleza cuántica de este fenómeno, y han publicado sus resultados en la revista Science Advances. Este nuevo enfoque cuestiona las mediciones tradicionales del tiempo que tardan las partículas en cruzar barreras energéticas.

El efecto túnel demuestra la dualidad onda-partícula de las partículas. Al encontrarse con una barrera, una parte de su onda se refleja, mientras que una pequeña porción pasa a través, permitiendo a la partícula aparecer en el otro lado. Hasta ahora, las mediciones del "tiempo de tunelaje" tomaban la cima del paquete de ondas como referencia. Patrik Schach y Enno Giese cuestionan este enfoque.

Inspirados por una cita de Albert Einstein, estos investigadores sugieren usar las partículas como relojes. Comparando una partícula en tunelaje con una partícula de referencia en reposo, es posible determinar la duración exacta del paso por efecto túnel. Su método utiliza átomos cuyos niveles de energía oscilan a frecuencias específicas. Estas oscilaciones, desencadenadas por pulsos láser, permiten mediciones precisas del tiempo transcurrido.

Los cálculos de los físicos muestran que la partícula tunelante experimenta un ligero retraso temporal en comparación con su referencia. Esto contradice los experimentos anteriores que atribuían una velocidad superlumínica al tunelaje. Sin embargo, medir una diferencia de tiempo del orden de 10^-26 segundos constituye un desafío técnico importante. El uso de nubes de átomos en lugar de átomos individuales podría mejorar la precisión.

Aunque este método presenta desafíos, hay colaboraciones en curso para implementarlo.