Un experimento con espejos logra anular el efecto de retroacción cuántica en nanopartículas

La física cuántica avanza un paso más hacia el control de lo invisible. Un nuevo experimento realizado por científicos de la Universidad de Swansea, en el Reino Unido, ha logrado anular el fenómeno de la retroacción cuántica, un efecto que hasta ahora complicaba enormemente las mediciones de objetos extremadamente pequeños como nanopartículas suspendidas.

Cuando se intenta medir la posición de partículas diminutas, el mismo proceso de observación las perturba. Esto ocurre porque los fotones, al interactuar con dichas partículas, las empujan involuntariamente, generando una alteración conocida como retroacción cuántica. Sin embargo, los investigadores James Bateman y Rafal Gajewski descubrieron un método óptico para evitar completamente ese efecto, sin necesidad de modificar las propiedades de la partícula ni utilizar técnicas invasivas.

El truco radica en el uso de un espejo semiesférico con la partícula colocada exactamente en su centro. En esta configuración, las propiedades ópticas del sistema hacen que la partícula se vuelva “indistinguible” de su propia imagen reflejada. Al no poder extraer información sobre su posición mediante la luz dispersa, el sistema “deja de ser observable” desde el punto de vista cuántico, lo que también elimina automáticamente la retroacción.

“En ese instante, medir se vuelve imposible y la perturbación desaparece”, explicaron los autores. Esta simetría impuesta por los límites reflectantes provoca que no se produzca transferencia neta de información, y por tanto, no haya interferencia en el estado cuántico de la partícula. La luz simplemente deja de alterar su posición, abriendo una nueva forma de interacción no destructiva en optomecánica cuántica.

El hallazgo no es solo una curiosidad teórica. Esta supresión de la retroacción cuántica tiene importantes implicaciones prácticas: permitiría manipular sistemas mucho más grandes que átomos sin perturbarlos, lo que es fundamental para explorar la frontera entre la mecánica cuántica y la gravedad, así como para construir sensores capaces de detectar fuerzas diminutas con una precisión inédita.

Entre las aplicaciones más prometedoras destaca la propuesta del proyecto MAQRO (Macroscopic Quantum Resonators), una futura misión espacial que busca comprobar la validez de las leyes cuánticas con objetos mesoscópicos, es decir, de un tamaño mucho mayor que cualquier sistema probado hasta ahora en física cuántica. El experimento de Swansea podría ser un componente clave para que dicha misión se convierta en realidad.

El estudio, titulado “Backaction suppression in levitated optomechanics using reflective boundaries”, ha sido publicado en la revista científica Physical Review Research. Su enfoque elegante y no invasivo ofrece un nuevo paradigma para el diseño de experimentos en los que observar ya no implique perturbar, y donde los límites ópticos se convierten en aliados para preservar la coherencia cuántica.