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Virus cuánticos: Virus y física cuántica

por Ariel Palazzesi 17 septiembre, 2009, 4:09 pm 22 Comments

La física cuántica podría pronto invadir el mundo de los seres vivos, a partir de un experimento que involucra al virus de la gripe y rayos láser. Como sabemos, la teoría cuántica afirma que una partícula puede encontrarse -de forma simultánea- en dos estados diferentes al mismo tiempo. Si Oriol Romero-Isart, del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, tiene éxito, pequeños seres como las bacterias o los virus podrían hacer dos cosas distintas a la vez.

Se trata de una noticia de esas que resultan difíciles de comprender, y aún más difíciles de creer. En alguna oportunidad hemos visto cómo las partículas -en el mundo cuántico- tienen una especie de “doble vida”. La función de onda asociada les otorga una determinada probabilidad de estar en uno u otro estado, y a menudo esa situación se interpreta como que está en ambos lugares al mismo tiempo. Este tipo de cosas es absolutamente imposible en el mundo macroscópico. Sin embargo, algunos científicos están trabajando para que pequeños objetos, con tamaños menores a un milímetro, puedan exhibir comportamientos similares.

Esta propiedad se conoce como “superposición”, y es altamente inestable. De hecho, se destruye al contacto con el mundo exterior. Los objetos más grandes que se han logrado “superponer” hasta el momento son moléculas sueltas. Es extremadamente difícil para la tecnología actual poner un objeto mayor, como un gato o un humano, en un estado de superposición debido al efecto negativo que tienen las moléculas de aire y los fotones que rebotan continuamente contra ellos. Pero las formas de vida más modestas, como los virus o las bacterias, podrían ser “protegidos” debidamente y -de alguna manera- ingresar al mundo de la física cuántica.

Oriol Romero-Isart, un físico del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Garching, Alemania, formó un equipo de trabajo con el que espera demostrar que es posible “superponer” a un ejemplar del virus de la gripe. Siendo rigurosos, en este punto hay que aclarar que un virus no es exactamente un ser vivo y puede, por esa razón, sobrevivir en el vacío. Esta situación lo hace ideal para resolver el problema de la interacción con las molestas moléculas de aire. Los científicos utilizan la luz de dos rayos láser para ejercer una sutil fuerza sobre la materia. En el punto del espacio en que se cruzan los dos rayos se forma una “cavidad óptica” que mantiene al virus inmóvil en el sitio.

Romero-Isart puede, ajustando la frecuencia de los rayos, hacer que los fotones emitidos por los láseres absorban la energía de vibración del virus que se encuentra “atrapado” en su centro de masas. Luego de un corto tiempo, el virus “se frena”, llegando a un estado de energía que es el más bajo posible. En este “estado base”, el virus está listo para pasar a la superposición. Según los modelos elaborados por el equipo, enviar un fotón láser hacia la trampa debería hacer el resto. Dado que un fotón es una entidad cuántica, tiene más de una opción abierta y, al interactuar con el contenido de la trampa, lo colocaría en estado de superposición.

Ahora, el virus debería estar haciendo dos cosas distintas a la vez. “Han logrado delinear un experimento realmente fantástico, ingenioso y factible”, dijo Peter Knight del Imperial College de Londres. Romero-Isart y sus colegas especulan que podrían realizar la misma hazaña con un tardígrado, u oso de agua. Este ser es un animal que mide menos de un milímetro de largo, capaz de sobrevivir a temperaturas extremas y al vacío durante varios días.

¿Para que sirve todo esto? Bien, en primer lugar este experimento podría responder algunas preguntas fundamentales sobre la naturaleza de la teoría cuántica. Algunos de los “popes” de la física, como el eminente físico Roger Penrose, de la Universidad de Oxford, creen que existe un tamaño o masa crítica a partir del cual los cuerpos dejan de ser cuánticos. Si el equipo de Romero-Isart tiene éxito, podrían desvelar este misterio. En cuanto a la “utilidad” de que un virus o pequeño ser vivo se encuentre en un estado similar, no hay mucho para decir. Con la tecnología actual, el sujeto del experimento no podría siquiera salir del punto de intersección de los láseres, ni del vacío, ni asumir temperaturas siquiera cercanas a la ambiente. O sea, no esperes ver virus capaces de “desdoblarse” y aparecer al otro lado de la barrera sanitaria.

Visto enNew Scientist

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