Científicos detectan entrelazamiento cuántico en un cristal visible a simple vista

Por primera vez, los físicos han detectado directamente un alto grado de entrelazamiento cuántico en un cristal del tamaño de un centímetro —un objeto macroscópico visible a simple vista—, desafiando las suposiciones mantenidas durante mucho tiempo sobre la escala a la que opera la mecánica cuántica.

El estudio, publicado el 15 de junio en Nature Physics, describe cómo un equipo dirigido por la TU Wien en colaboración con la Rice University utilizó un marco de la teoría de la información cuántica llamado información de Fisher cuántica para medir el entrelazamiento multipartito en un cristal hecho de cerio, paladio y silicio. El cristal se clasifica como un "metal extraño", una categoría de materiales cuyo comportamiento eléctrico desafía la comprensión convencional.nature+1

Grupos de al menos nueve partículas entrelazadas

En el Institut Laue-Langevin de Grenoble, Francia, el estudiante de doctorado Federico Mazza bombardeó el cristal con neutrones y analizó la respuesta del material. "En un material normal, uno esperaría que un neutrón transfiriera su energía a una partícula individual", dijo Mazza. "Pero al analizar los datos utilizando la información de Fisher cuántica, encontramos una respuesta que no puede explicarse en términos de partículas independientes. En cambio, indica que grupos de al menos nueve entidades entrelazadas cuánticamente actúan colectivamente".tuwien

El entrelazamiento alcanzó su punto máximo en el punto crítico cuántico —el umbral en el que el material transita entre dos fases cuánticas—, proporcionando evidencia directa de que las correlaciones cuánticas se intensifican en este límite.research+1

Un puente entre la información cuántica y la física del estado sólido

La base teórica se basa en el trabajo del físico cuántico de Innsbruck Peter Zoller y su equipo, quienes demostraron que la información de Fisher cuántica puede revelar el entrelazamiento en grandes sistemas de muchos cuerpos. "Para una colección de partículas independientes, la respuesta es limitada porque cada partícula contribuye por sí sola", dijo la profesora Silke Bühler-Paschen del Instituto de Física del Estado Sólido de la TU Wien. "Sin embargo, si las partículas están entrelazadas, todo el sistema puede responder con más fuerza que la suma de sus partes individuales".tuwien

Fakher Assaad de la Universidad de Würzburg, teórico principal del trabajo, dijo que los hallazgos apuntan más allá de un solo material. "El fuerte entrelazamiento parece estar directamente relacionado con el comportamiento inusual de los metales extraños", dijo.tuwien

Hacia las tecnologías cuánticas

La investigación se basa en una colaboración de 2025 entre la TU Wien y la Rice University que descubrió que la corriente eléctrica fluye a través de metales extraños de una manera inusualmente silenciosa. El entrelazamiento recién medido ofrece una posible explicación: las partículas se coordinan colectivamente para suprimir las fluctuaciones de corriente.tuwien

Bühler-Paschen dijo que el próximo objetivo del equipo es explorar si los metales extraños podrían encontrar aplicaciones en tecnologías cuánticas, particularmente en mediciones de alta precisión para la metrología cuántica.tuwien