Físicos del Laboratorio Nacional Lawrence de Berkeley y de la Universidad de California registraron la fuerza más débil jamás medida: apenas 42 yoctonewtons. Esto equivale a un efecto miles de millones de veces más débil que el peso de una mota de polvo. El experimento acercó a los científicos a una barrera fundamental de precisión conocida como el límite cuántico estándar.
La medición se basó en un oscilador mecánico de 1200 átomos de rubidio, enfriados casi hasta el cero absoluto. La nube de átomos se mantenía en una trampa óptica formada por haces láser. La fuerza externa se aplicaba modulando uno de los láseres, y la respuesta se registraba mediante una sonda. Esta configuración permitió aislar el sistema del ruido externo y reducir al mínimo la influencia inversa de la medición sobre el propio oscilador.
El límite cuántico estándar surge del principio de incertidumbre de Heisenberg: la propia medición perturba inevitablemente el objeto. En los instrumentos habituales, esto genera una «influencia fluctuacional inversa» que enmascara las señales débiles. El equipo californiano superó parte de esta barrera utilizando tan solo 1200 átomos y aislamiento láser, lo que proporcionó una sensibilidad cuatro veces mayor que los récords anteriores.
El logro abre el camino hacia una detección más precisa de las ondas gravitacionales, esas mismas «ondulaciones» del espacio-tiempo predichas por Einstein. Los interferómetros actuales todavía no pueden registrar con seguridad las señales más débiles procedentes del universo temprano. La nueva sensibilidad podría cambiar esta situación.
Los autores señalan que una mejora adicional del detector óptico permitirá acercarse aún más al límite teórico. Los teóricos predijeron la posibilidad de tal medición ya en el año 1980, pero el experimento real requirió treinta años adicionales.
El trabajo se ha publicado en la revista Science y demuestra que las limitaciones cuánticas no son absolutas: pueden eludirse mediante elegantes soluciones de ingeniería.
