Aaron O'Connell: Donant compte d'un objecte quàntic visible

Això és una representació del cervell. Es pot dividir en dues parts. Això és la meitat esquerra, la part lògica, i aquí hi ha la meitat dreta, la part intuïtiva. Així que si tinguéssim una escala per mesurar les aptituds de cada hemisferi, podríem elaborar un mapa del cervell. Per exemple, aquest seria d'algú completament lògic. Aquest d'algú totalment intuïtiu. On situaríeu el vostre cervell en aquesta escala? Alguns optaríem per un dels extrems, però crec que per a la majoria de vosaltres, el vostre cervell seria una cosa així, amb una gran capacitat en ambdós hemisferis alhora. No té per què ser incompatible ni molt menys. Es pot ser lògic i intuïtiu.

Jo em considero així, com la majoria dels físics quàntics experimentals, que necessiten una bona dosi de lògica per embastar aquestes idees complexes. Però alhora, necessitem una bona dosi d'intuïció per fer que l'experiment finalment funcioni. Com desenvolupem aquesta intuïció? Ens agrada experimentar. Així que anem i hi juguem, i després veiem com actuen. I a partir d'aquí desenvolupem la intuïció. En realitat, vosaltres feu el mateix.

Per exemple, una intuïció que heu desenvolupat durant anys és que una cosa és només a un lloc alhora. Sé que pot sonar estrany pensar sobre una cosa que sigui a dos llocs diferents alhora, però no heu nascut amb aquesta noció, l'heu desenvolupada. Recordo veure un nen jugant sobre una barra d'estacionament. No tindria més de dos anys i mig i no ho feia molt bé, hi ensopegava sempre. Però aposto que jugar amb aquesta barra li va ensenyar una lliçó molt important, i és que les coses grans no et deixen travessar-les, i s'estan en un lloc.

I això és un gran model conceptual del món, llevat que sigues un físic de partícules. Seria un model terrible per a un físic de partícules, perquè ells no juguen amb barres d'estacionament, ells juguen amb aquestes petites i estranyes partícules. I quan hi juguen, troben que fan tota mena de coses realment estranyes, com ara que poden travessar les parets, o que poden ser en dos llocs diferents alhora. Així que van apuntar totes aquestes observacions, i la van anomenar la teoria de la mecànica quàntica.

I aquí era la física fa uns quants anys; es necessitava la mecànica quàntica per descriure les partícules molt petites. Però no la necessitaves per descriure els grans objectes quotidians que ens envolten. Això no casava amb la meva intuïció, i potser passa perquè no jugo sovint amb partícules. Bé, hi jugo alguna vegada, però no sovint. I mai les he vistes. De fet, ningú no les ha vistes mai. Però així i tot no hi casava amb la meva part lògica. Perquè si tot és fet de petites partícules i totes les petites partícules actuen segons la mecànica quàntica, llavors no hauria d'actuar tot segons aquestes lleis? No veig cap raó perquè no sigui així. Em sentiria molt millor doncs, si pogués d'alguna manera demostrar que un objecte quotidià també segueix la mecànica quàntica. Fa un parell d'anys, vaig començar a fer just això.

En vaig construir un. Aquest és el primer objecte que podeu veure que ha estat en una superposició quàntica mecànica. Això que observem aquí és un petit xip informàtic. Podeu veure aquesta mena de punt verd al mig. És la peça de metall sobre la qual parlaré dins d'un minut. Això és una fotografia de l'objecte. El faré una mica més gran. Mirem just al centre. I això és realment un primeríssim pla d'aquesta petita peça metàl·lica. El que examinem és un petit tros de metall, que té forma de trampolí, i sobresurt d'un sortint. Vaig construir això gairebé de la mateixa manera que es fa un xip d'ordinador. Em vaig ficar a una sala blanca amb una oblia nova de silici, i vaig posar les grans màquines en marxa unes 100 hores. Per a l'últim material, vaig haver de construir la meva pròpia màquina, per fer aquest forat en forma de piscina sota l'aparell. Aquest aparell té l'habilitat de estar en una superposició quàntica, però necessita una mica d'ajuda per fer-ho.

Deixeu-me fer-vos una analogia. Sabeu com és d'incòmode pujar a un ascensor ple de gom a gom? Quan sóc sol a un ascensor, faig tota mena de coses estranyes, però quan hi pugen altres persones deixo de fer-ne, perquè no vull molestar-los, ni, sincerament, espantar-los. La mecànica quàntica diu que els objectes inanimats actuen igual. Els companys de viatge per als objectes inanimats no són la gent, sinó que són la llum que hi lluu i el vent que hi bufa i l'escalfor de l'habitació. Sabíem, doncs, que si volíem veure actuar aquesta peça de metall segons la mecànica quàntica, hauríem de fer fora tots els altres passatgers.

I això és el que vam fer. Vam apagar els llums, el vam posar en el buit i vam aspirar tot l'aire, després el vam refredar a una temperatura una fracció de grau superior al zero absolut. Ara, tot sol a l'ascensor, el petit tros de metall és lliure d'actuar com desitgi. I hi vam mesurar el moviment. Vam descobrir que es bellugava de manera molt estranya. En lloc d'estar-se absolutament quiet, vibrava. I la manera com vibrava era com una respiració, si fa no fa, com l'expansió i contracció d'una manxa. I picant-lo suaument, el podíem fer vibrar i no vibrar alhora, una cosa que només es permesa a la mecànica quàntica.

Així que el que us explico és veritablement fantàstic. Què significa que una cosa vibri i no vibri alhora? Penseu en els àtoms. Un exemple: tots els bilions d'àtoms que composen el tros de metall estan quiets i alhora aquests mateixos àtoms es belluguen amunt i avall. Només en un moment concret s'hi alineen. La resta del temps estan deslocalitzats. Això vol dir que cada àtom és a dos llocs diferents alhora, la qual cosa vol dir també que el tros sencer de metall és a dos llocs diferents. Crec que és guai, això! (Riallades) De debò.

(Aplaudiments)

Pagava la pena de tancar-me en una sala blanca per fer això tots aquests anys. Perquè, fixeu-vos-hi, la diferència escalar entre un àtom sol i aquest tros de metall és més o menys la mateixa que entre aquest tros de metall i vosaltres. Per tant, si un àtom sol pot ser a dos llocs diferents alhora, aquest tros de metall pot ser a dos llocs diferents, així que per què no vosaltres? Vull dir, això ho diu el meu costat lògic. Imagineu si poguéssiu ser a múltiples llocs alhora, com seria? Com la vostra consciència manegaria un cos deslocalitzat a l'espai?

Encara hi ha una altra part d'història. Quan el vam escalfar, i vam encendre els llums i vam mirar dins la caixa, vam veure que la peça de metall encara hi era tota sencera. I això em va fer desenvolupar una nova intuïció, de que sembla que tots els objectes de l'ascensor són en realitat objectes quàntics tot just ficats en un espai reduït.

Sentiu moltes conferències sobre com la mecànica quàntica afirma que tot està interconnectat. Bé, no és del tot cert; és més que això, més profund. Aquestes connexions, les vostres connexions amb totes les coses del voltant, literalment defineixen qui sou. I aquesta és la profunda estranyesa de la mecànica quàntica.

Gràcies.

(Aplaudiments)