Durante muchas décadas, la física cuántica fue un territorio de abstracciones: electrones, fotones, funciones de onda que solo existen en ecuaciones. Pero un experimento reciente, realizado por equipos de la ETH Zürich y del Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), ha conseguido algo distinto: estirar de forma controlada la “onda cuántica” de una nanopartícula real, levitada en un láser, y medirlo con precisión. El trabajo se publicó en Physical Review Letters en 2025.
Un objeto diminuto, suspendido solo por luz
El escenario es tan delicado como extremo. En una cámara de vacío ultraalto, los investigadores atrapan una nanósfera de sílice —del tamaño de un virus— usando pinzas ópticas: un láser muy enfocado que actúa como un colchón de luz. La partícula queda suspendida, casi aislada del mundo exterior.
El primer paso es enfriar su movimiento hasta acercarla al estado fundamental, el mínimo de energía permitido por la mecánica cuántica. En ese régimen, la partícula deja de comportarse como una bolita que vibra y pasa a describirse mejor como un paquete de onda: una distribución de probabilidad sobre dónde puede estar.
Ahí aparece el problema clásico de estos experimentos: esa distribución suele ser muy pequeña, limitada a escalas subatómicas. Ampliarla sin perder coherencia cuántica es, desde hace años, uno de los grandes desafíos del campo.
El truco: soltar y volver a atrapar
La clave del experimento está en un protocolo sorprendentemente elegante. Los físicos aplican una secuencia de enfriamiento, expansión y medida. Durante unos microsegundos, reducen bruscamente la intensidad del láser que mantiene atrapada a la partícula.
Ese gesto, breve pero preciso, tiene un efecto profundo: la trampa se vuelve más débil y la posición de la nanopartícula se vuelve más incierta. Dicho en lenguaje cuántico, su función de onda se expande. Luego, el láser recupera su intensidad y vuelve a “recoger” la partícula, ahora en un estado cuántico más extendido.
Repetido con extremo cuidado, este proceso permitió triplicar la longitud de coherencia del sistema. El equipo logró valores superiores a 70 picómetros, frente a los ~20 picómetros iniciales. No son distancias grandes para la vida cotidiana, pero sí lo son para la física cuántica de objetos mesoscópicos: superan el límite impuesto por el movimiento de punto cero.
Cruzar una frontera que siempre parecía fija
Lo importante no es solo el número. Es lo que representa. Hasta ahora, la frontera entre lo cuántico y lo “clásico” parecía rígida: cuanto más grande el objeto, más difícil mantener su comportamiento ondulatorio.
Este experimento demuestra que esa frontera es manipulable. Que se puede amplificar de forma controlada la parte cuántica de un objeto formado por miles de millones de átomos. En palabras del propio trabajo, es un peldaño hacia delocalizaciones comparables al tamaño del objeto y hacia sensores cuánticos basados en partículas levitadas. Dicho de otra forma: no estamos viendo un efecto raro en una ecuación, sino un comportamiento cuántico cada vez más “visible”.
¿Hasta dónde se puede llegar?
El equipo cree que el método es escalable. En teoría, aplicando múltiples pulsos de expansión y manteniendo bajo control la decoherencia, la delocalización podría crecer aún más. El gran enemigo hoy son los propios fotones del láser, que al dispersarse introducen ruido.
Para combatirlo, los investigadores exploran combinar la trampa óptica con trampas eléctricas de muy baja decoherencia. Si funciona, el siguiente hito sería realizar experimentos de interferencia —como la famosa doble rendija— con nanopartículas completas, no con átomos o moléculas. Ahí es donde la pregunta deja de ser técnica y se vuelve casi filosófica: ¿dónde termina realmente el mundo cuántico y empieza el clásico?
Mucha física fundamental, pero no solo eso
A corto plazo, nadie va a usar una nanopartícula levitada para cargar el móvil. Pero estos avances están sentando las bases de sensores cuánticos extremadamente sensibles, capaces de detectar fuerzas y aceleraciones minúsculas.
Ese tipo de dispositivos ya se investiga para buscar materia oscura, mejorar acelerómetros o desarrollar detectores ambientales de bajo consumo. Grupos en instituciones como el King’s College London trabajan en aplicaciones que van desde la monitorización de gases hasta electrónica más eficiente.
Lo cuántico empieza a ser imaginable
Este experimento no cambia el mundo mañana. Pero cambia algo más sutil y profundo: nuestra intuición. Acerca la mecánica cuántica a un terreno donde ya no hablamos solo de partículas elementales, sino de objetos que podemos imaginar flotando en un rayo de luz.
Controlar cómo se estira y se mantiene coherente la función de onda de una nanopartícula es una pieza más de un ecosistema tecnológico que apenas está naciendo. Uno en el que lo invisible empieza a comportarse de formas que, por primera vez, podemos visualizar sin recurrir solo a ecuaciones. A veces, la frontera más difícil de cruzar no es experimental, sino mental. Y esta partícula suspendida en un láser acaba de moverla un poco más.
