En un laboratorio de Okinawa, unos científicos lograron por primera vez que los espines cuánticos de los electrones desplazaran un objeto de un centímetro de tamaño. Un diamante, suspendido sobre una placa de grafito, se movió cien nanómetros: una distancia comparable a la milésima parte de un cabello humano. No se trata de un simple truco técnico: el experimento muestra cómo las fuerzas del micromundo pueden influir en cosas que estamos acostumbrados a considerar clásicas y sujetas a la gravedad.
El equipo del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa utilizó defectos especiales en el cristal de diamante: los centros nitrógeno-vacante. Estos defectos permiten controlar los espines de los electrones mediante luz láser. La placa de grafito levitaba sobre un tablero de ajedrez de imanes gracias al diamagnetismo, y el diamante, de varios miligramos de peso, colgaba por debajo. La masa total del sistema es de unos 128 miligramos.
Cuando el láser iluminaba el diamante de forma pulsada, los espines de los electrones generaban diminutas oscilaciones magnéticas. Estas oscilaciones se convertían en una fuerza mecánica que empujaba todo el objeto de arriba abajo. El movimiento se registraba con un interferómetro. En el aire, el desplazamiento alcanzaba los cien nanómetros; en el vacío, hasta el micrómetro y medio. Es importante que la fuerza surgiera precisamente del efecto cuántico, y no del calor ni de las vibraciones.
Antes, las fuerzas de espín solo se habían podido observar en átomos individuales. Ahora, la frontera entre los mundos cuántico y clásico se ha desplazado entre ocho y nueve órdenes de magnitud en cuanto a masa. El objeto ya es lo bastante grande como para que la gravedad actúe sobre él de forma perceptible, lo que abre el camino a comprobar si la gravedad obedece a las reglas cuánticas.
El experimento se llevó a cabo a temperatura ambiente, utilizando la larga coherencia de los espines en los centros NV. Los científicos subrayan que este es un paso de lo grande a lo pequeño. Del mismo modo que la levitación diamagnética eleva trenes de levitación magnética, aquí permitió aislar el sistema de las interferencias externas y ver una respuesta cuántica pura.
En perspectiva, el método ayudará a crear superposiciones macroscópicas: estados en los que un objeto se encuentra simultáneamente en dos lugares. Los investigadores esperan acercarse a la escala del «gato de Schrödinger» y construir sensores de altísima precisión para buscar materia oscura u ondas gravitacionales. Por ahora el movimiento sigue siendo clásico, pero está provocado por una fuerza cuántica.
El trabajo se ha publicado en Science Advances. Muestra que la frontera entre los mundos no es tan infranqueable como parecía, y que cada nuevo centímetro nos acerca a comprender la estructura de la realidad.
