✨︎ Resumen (TL;DR):
- Científicos logran eliminar el ruido de interferencia en un prototipo de sensor cuántico al comparar dos interferómetros de átomos.
- El experimento del Imperial College London utilizó átomos de estroncio-87 ultrafríos para simular condiciones de detectores gigantes.
- Este avance técnico permitirá construir infraestructuras kilométricas en el CERN y Fermilab para buscar materia oscura y ondas gravitacionales.
Un equipo de investigadores del Imperial College London demostró que un prototipo de sensor cuántico puede cancelar el ruido extremo de los láseres al comparar dos interferómetros de átomos. Este logro técnico, publicado el 17 de junio de 2026 en la revista Nature, despeja el camino para construir detectores de última generación capaces de encontrar materia oscura y ondas gravitacionales del universo primitivo.
Un sensor cuántico es un dispositivo de medición de alta precisión que utiliza las propiedades de la mecánica cuántica para detectar cambios extremadamente sutiles en el entorno físico.
Para simular las complejas condiciones de los futuros observatorios gigantes, los científicos del Laboratorio de Estroncio Ultrafrío utilizaron dos nubes separadas de átomos de estroncio-87 enfriadas a temperaturas cercanas al cero absoluto, las cuales fueron analizadas mediante un único láser de reloj.
Durante la prueba de estrés, el equipo inyectó deliberadamente un nivel de ruido de fase que superaba por mucho el comportamiento natural de los láseres. De forma individual, cada interferómetro quedó inutilizable y su señal desapareció por completo bajo el ruido. Sin embargo, al comparar los datos de ambos instrumentos, las correlaciones revelaron una señal limpia que alcanzó el límite cuántico fundamental.
Para confirmar la efectividad del método, introdujeron una señal oscilatoria similar a la que provocaría una onda gravitacional o un campo de materia oscura. El sistema la detectó con total claridad, a pesar de que ninguno de los dos dispositivos individuales mostraba información útil por separado.
El camino hacia detectores de escala kilométrica
“Sabemos desde hace mucho tiempo que los sensores cuánticos pueden ayudarnos a comprender el universo, pero apenas recientemente se ha vuelto posible construirlos con la resolución necesaria”, explicó el doctor Charles Baynham, codirector del laboratorio.
Este desarrollo forma parte de la colaboración AION (Red y Observatorio de Interferómetros de Átomos), una iniciativa del Reino Unido liderada por el Imperial College que integra a las universidades de Birmingham, Cambridge, Liverpool, Oxford y el King’s College London, junto con el Laboratorio Rutherford Appleton de la STFC.
La estrategia de AION contempla escalar el proyecto desde un prototipo de 10 metros en Oxford hasta instalaciones de 100 metros y, eventualmente, detectores a escala de kilómetros.
La alianza también colabora con el experimento MAGIS en Fermilab, Estados Unidos, y ha propuesto el Experimento de Interferometría de Átomos del CERN (AICE) para aplicar estas técnicas a distancias mucho mayores.
“Nuestro experimento actual es solo un prototipo, pero llevarlo a una instalación a escala real en laboratorios como el CERN o Fermilab nos permitirá resolver algunos de los misterios más profundos de la física, incluyendo la naturaleza de la materia oscura”, concluyó el doctor Richard Hobson, también codirector de la investigación.
