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La capa de invisibilidad cuántica podría ocultar objetos de la realidad

Términos de Uso.

La ciencia ha estado persiguiendo la mítica capa de invisibilidad durante años, y experimentos recientes incluso han demostrado que el concepto es válido. Pero, ¿qué pasa si quiere ir más allá de simplemente ocultar algo del espectro de luz visible? Un nuevo artículo de la Universidad Nacional Tsing-Hua en Taiwán explora la idea del encubrimiento cuántico. Los investigadores, Jeng Yi Lee y Ray-Kuang Lee, creen que han ideado un método para llevar las capas al extremo lógico con una capa de invisibilidad cuántica. Si funciona, la capa cuántica podría hacerlo como si un objeto ni siquiera existiera.

El concepto inicial de una capa de invisibilidad cuántica nació del tipo más tradicional de capa de invisibilidad. La invisibilidad ordinaria funciona sobre la base de dirigir ondas de luz alrededor de un objeto de tal manera que un observador no puede verlo. Esto se llama óptica de transformación, y las matemáticas que respaldan la invisibilidad cuántica son sorprendentemente similares. La óptica de transformación comienza con las ecuaciones de Maxwell, que describen el comportamiento de la radiación electromagnética (como la luz) a su paso por el espacio. Cambiar este concepto al reino cuántico requiere un nuevo punto de partida: la ecuación de Schrödinger. Diseñada por el físico austriaco Erwin Schrödinger (famoso por el gato de Schrödinger), esta es una ecuación que predice la probabilidad de que un objeto esté en un lugar determinado en un momento determinado.

Con la invisibilidad de la luz, los científicos diseñan materiales que pueden distorsionar un campo de luz, pero la variedad cuántica tiene que distorsionar la probabilidad. Según las matemáticas, debería ser posible construir un sistema donde la probabilidad de existir dentro de una región del espacio caiga a cero. Por supuesto, podrías poner algo en ese espacio y quedaría oculto a la realidad.

Capa cuánticaSin embargo, esta no es una ventanilla única para todas sus necesidades de extinción de la realidad. El documento señala algunas debilidades en la hipótesis actual. Quizás lo más importante es que la capa solo puede proteger un objeto de un aspecto de la ecuación de Schrödinger a la vez. Entonces, la capa podría usarse para proteger una región del espacio de los efectos cuánticos de los electrones cercanos, pero otros efectos aún se filtrarían.

El manto descrito en el nuevo artículo es básicamente un ejercicio matemático extremadamente complicado. Jeng Yi y Ray-Kuang han demostrado que existe una base teórica para la capa de invisibilidad cuántica, pero aún no existe. Postulan un posible método para construirlo con una nanopartícula de silicio hueca capaz de proteger el interior de los efectos cuánticos externos.

Las aplicaciones prácticas no son tan fantásticas como la invisibilidad tradicional, pero podrían terminar siendo considerablemente más importantes. Los investigadores creen que una capa de invisibilidad cuántica implementada correctamente podría usarse para hacer más factibles el almacenamiento y la computación de información cuántica. La invisibilidad cuántica aún no es una realidad, pero se han sentado las bases. Solo tomó unos años para que la óptica de transformación pasara de la teoría a la aplicación. Quizás este nuevo tipo de invisibilidad esté en una trayectoria similar.

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Trabajo de investigación: arXiv: 1306.2120 – «Ocultar la región interior de las nanopartículas núcleo-capa con capas invisibles cuánticas»