LA DUALIDAD ONDA PARTICULA CAPTURADA EN IMÁGENES RATIFICA LA TEORÍA CUÁNTICA

La mecánica cuántica nunca deja de sorprendernos con sus fenómenos contraintuitivos, y uno de los más fascinantes es sin duda la dualidad onda-partícula.

Este principio fundamental nos dice que las partículas materiales pueden exhibir tanto propiedades de partículas como de ondas.

Un equipo de científicos liderado por Tarik Yefsah, junto con Joris Verstraten, Dr. Tim de Jongh y Dr. Bruno Peaudecerf, ha llevado a cabo un experimento que ilustra esta dualidad de una manera nunca antes vista, LOGRANDO CAPTURAR EL MOMENTO EN QUE UN ÁTOMO DEJA DE COMPORTARSE COMO UNA PARTÍCULA Y COMIENZA A COMPORTARSE COMO UNA ONDA, a temperaturas próximas al cero absoluto.

En su estudio, publicado recientemente, el equipo utilizó la microscopía de gases cuánticos para capturar la distribución espacial in situ de paquetes de ondas de un solo átomo mientras se expandían en un plano. Este logro se realizó proyectando controladamente la función de onda en expansión sobre los sitios de una red óptica profunda, seguido de una imagen de un solo átomo.

Este método permite una visualización directa de las propiedades microscópicas de sistemas de muchos cuerpos interactuantes en el espacio continuo, incluyendo funciones de correlación espacial de alto orden y a grandes distancias.

El experimento se inspira en la teoría de las ondas electrónicas propuesta por Louis de Broglie en 1924, que fusionó los conceptos de partículas y ondas a través de la noción de dualidad onda-partícula, convirtiéndose en un pilar de la teoría cuántica.

La partícula masiva se asocia con una función de onda cuya dinámica está gobernada por la ecuación de Schrödinger. Esto fue confirmado en los años siguientes en una serie de experimentos seminales, como la observación de la difracción de electrones por Davisson y Germer (ver retrato en blanco y negro en la galería de imágenes), y la difracción de átomos de helio fuera de una superficie cristalina por Estermann y Stern, demostrando la naturaleza ondulatoria de partículas compuestas.

Desde estas mediciones históricas, el comportamiento ondulatorio de partículas masivas ha sido evidenciado en una amplia gama de experimentos.

Los paquetes de ondas se revelaron a través de la interferencia, difracción o dispersión, y para partículas de tamaño y complejidad crecientes, desde partículas elementales como electrones hasta sistemas compuestos como átomos, agrupaciones y moléculas compuestas.

El protocolo establecido por el equipo de Yefsah para la imagen de paquetes de ondas extendidos mediante microscopía de gases cuánticos es aplicable directamente a la función de onda de sistemas de muchos cuerpos interactuantes en el espacio continuo.

Esto promete un acceso directo a sus propiedades microscópicas, incluyendo funciones de correlación espacial hasta de alto orden y a grandes distancias.

Este experimento no solo demuestra la dualidad onda-partícula de una manera nueva y emocionante, sino que también abre la puerta a futuras investigaciones sobre las propiedades fundamentales de la materia a nivel cuántico.

Es, en conclusión, el resultado de esta investigación un testimonio concreto del esfuerzo de este grupo de científicos y de su persistencia en la obtención de resultados objetivos sobre el comportamiento de la materia, a nivel atómico y subatómico, en el complejo universo en el que vivimos que repercutirá en futuras investigaciones y avances significativos en el futuro próximo de la evolución tecnológica humana.

 

Artículos relacionados:

In-situ Imaging of a Single-Atom Wave Packet in Continuous Space. –

 https://arxiv.org/pdf/2404.05699

 

https://arxiv.org/abs/2404.05699

 

Publications | Dr. Tarik Yefsah – Lithium Labs. – https://www.lithiumlabs.fr/publications

 

Otros. –

https://doi.org/10.48550/arXiv.2404.05699

Crónica: Alberto Carrillo / AFPRESS

Fotografías y gráficos: Wikipedia