Monday, May 27, 2019

Deteccion experimental de la discretitud del tiempo

Tuesday, Apr 30th

Marios Christodoulou, University of Hong Kong
Title: The possibility of experimental detection of the discreteness of time
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Por Jorge Pullin, LSU

na de las propiedades más sorprendentes de la mecánica cuántica es que un sistema que clásicamente puede estar en sólo dos estados posibles, A y B, puede, a nivel cuántico, también estar en una “superposición” de A y B. Si uno mide para ver en qué estado está, uno obtendrá A con una cierta probabilidad y B con otra. Esto lleva al experimento pensado del famoso “gato de Schroedinger” en el que el gato está en un estado en el que está tanto vivo como muerto hasta que uno lo mida. Tales superposiciones no se ven en la vida cotidiana macroscópica –como el caso del gato- porque interacciones con el medio ambiente rápidamente determinan el estado del sistema antes de que podamos medirlo. Sin embargo existen y definitivamente se necesitan para explicar el mundo microscópico. Con mejoras en las tecnologías cuánticas, los físicos están empezando a construir sistemas de tamaños cada vez más grandes que pueden estar en una superposición cuántica. Incluso se habla de preparar, no exactamente un gato de Schroedinger pero una bacteria de Schroedinger.

Una situación interesante a contemplarse en estas superposiciones es qué pasa si uno incluye la gravedad. Uno podría concebir una masa que está en una superposición de dos estados correspondientes a la masa en distintos puntos del espacio. ¿Cuál sería el campo gravitatorio resultante? ¿Corresponderá a la masa en una posición o en la otra? Sabemos que no podemos acoplar teorías clásicas y cuánticas consistentemente así que para estudiar este problema uno necesita considerar estados cuánticos del campo gravitatorio.

 Lo que esta plática exploró fue que los experimentos tipo “bacteria de Schroedinger” pueden ser sensibles potencialmente a la estructura del espacio-tiempo a distancias muy cortas cuando uno considera la naturaleza cuántica de la gravedad. Así ofrecen una posibilidad inesperada de verificar ciertos comportamientos conjeturados. Por ejemplo, si el tiempo fuera discreto, estos tipos de experimentos podrían ver sus resultados modificados, aún si la discretitud es a “nivel Planck” (la unidad básica de tiempo a nivel Planck es el llamado tiempo de Planck o 10-44 segundos, por comparación, los mejores relojes atómicos sólo logran medir hasta 10-19 segundos). Esto abre nuevas posibilidades para testear efectos gravitatorios cuánticos con experimentos de baja energía en el laboratorio.

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