Investigadores de ETH Zurich y el Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona han alcanzado un hito en la física cuántica al demostrar la delocalización cuántica controlada de una nanopartícula de sílice dentro de una trampa óptica. Este avance, detallado en la revista *Physical Review Letters*, es fundamental para explorar los límites de la mecánica cuántica y sus aplicaciones tecnológicas, abriendo nuevas vías para el estudio de la naturaleza ondulatoria en objetos de mayor tamaño.
Tradicionalmente, la observación de la interferencia cuántica en objetos macroscópicos se ha visto limitada por el movimiento de punto cero, que restringe la longitud de coherencia cuántica. El equipo superó esta barrera mediante un método de expansión controlada, utilizando un sistema de pinzas ópticas moduladas para ajustar la trampa de luz en microsegundos. Esta técnica innovadora incrementó la longitud de coherencia en más de tres veces, pasando de unos 21 picómetros a más de 70 picómetros en condiciones óptimas.
La longitud de coherencia es crucial para que una partícula manifieste interferencia cuántica, y su aumento mejora la probabilidad de observar este comportamiento ondulatorio. Aunque las distancias alcanzadas son aún modestas, demuestran la viabilidad de la expansión controlada sin comprometer la pureza cuántica de la partícula. Este progreso permite investigar fenómenos previamente observados solo en sistemas atómicos o moleculares, acercando la mecánica cuántica al mundo macroscópico.
Este avance tiene implicaciones significativas para el desarrollo de sensores de fuerza cuánticos, ya que una nanopartícula altamente coherente podría detectar variaciones mínimas en campos eléctricos o gravitatorios con una precisión superior a las tecnologías actuales. Además, abre nuevas avenidas para investigar la relación entre la mecánica cuántica y la gravedad, un campo con potencial teórico para el entrelazamiento gravitatorio entre masas cuánticas deslocalizadas.
Este logro se suma a otros avances en levitación óptica de nanopartículas, como los del proyecto QnanoMECA, que ha logrado reducir la energía mecánica de osciladores nanomecánicos cuánticos. La capacidad de controlar la delocalización cuántica en nanopartículas levitadas representa un avance sustancial en la comprensión y aplicación de la mecánica cuántica a escalas macroscópicas, impulsando la investigación fundamental y el desarrollo de tecnologías cuánticas avanzadas.