Gravedad y física cuántica: un experimento confirma una predicción de Einstein sobre átomos en caída

La gravedad ha dejado una huella medible en un objeto cuántico en caída libre. Un equipo internacional de investigadores observó por primera vez un efecto que había sido predicho al aplicar el principio de equivalencia de Albert Einstein a una onda cuántica.

El estudio, publicado en Science Advances el 2 de septiembre de 2026, fue liderado por científicos de la Universidad Ben-Gurión del Néguev, la Universidad de Ulm y la Universidad de Oxford, y contó entre sus autores con el físico y premio Nobel Roger Penrose.

El resultado es relevante porque permite explorar experimentalmente una de las fronteras que todavía separan a dos grandes teorías de la física. La mecánica cuántica describe el comportamiento de átomos y partículas diminutas, mientras que la relatividad general de Einstein explica la gravedad y el movimiento de los cuerpos a gran escala.

El principio de equivalencia llega al mundo cuántico

El principio de equivalencia sostiene, de manera simplificada, que un observador en caída libre experimentaría localmente los efectos de la gravedad como si estos desaparecieran. Es la razón por la que una persona dentro de un ascensor que cae libremente experimentaría una sensación de ingravidez.

Este principio ha sido sometido a numerosas pruebas con objetos convencionales, pero comprobar cómo se comporta cuando el objeto también está sometido a las reglas de la mecánica cuántica representa un desafío mucho mayor.

Los investigadores utilizaron átomos de rubidio enfriados hasta temperaturas cercanas al cero absoluto. En esas condiciones, los átomos pueden manipularse como ondas cuánticas y colocarse en una superposición que permite seguir dos trayectorias.

Un átomo, dos caminos

Para realizar la medición, el equipo desarrolló un dispositivo denominado Interferómetro Cuántico de Galileo.

El aparato permitió dividir efectivamente la onda asociada a los átomos en dos partes. Una permaneció fija con respecto al laboratorio y la Tierra, mientras la otra quedó libre para caer bajo la influencia de la gravedad.

Después de la caída, ambas partes fueron reunidas. Al interferir nuevamente, dejaron una diferencia en la fase de la onda cuántica, una propiedad que permite detectar cambios extremadamente pequeños en su comportamiento.

Lo importante es que la fase medida coincidió con la que se esperaba al aplicar el principio de equivalencia de Einstein a una onda cuántica.

El experimento, por tanto, no consistió simplemente en comprobar que los átomos caen debido a la gravedad. Ese fenómeno ya ha sido observado en numerosos experimentos. La novedad está en haber medido directamente el cambio de fase cuántica asociado a la caída libre.

Un resultado importante, pero con límites

Los propios investigadores ponen límites claros a lo que puede concluirse a partir del experimento.

El resultado no demuestra que la gravedad sea cuántica y tampoco consigue unir la mecánica cuántica con la relatividad general en una teoría única. Lo que muestra es que, bajo las condiciones estudiadas, el principio de equivalencia de Einstein resulta compatible con el comportamiento cuántico de la materia.

Ese matiz es importante porque uno de los grandes problemas abiertos de la física consiste precisamente en comprender cómo encajan la gravedad y la mecánica cuántica dentro de una misma descripción de la naturaleza.

El nuevo interferómetro podría permitir llevar esa investigación más lejos. El equipo ya contempla experimentos con objetos más pesados, incluidos nanodiamantes, para estudiar qué ocurre cuando los efectos cuánticos y gravitatorios se encuentran en sistemas de mayor masa.

Por ahora, el experimento aporta una pieza más a un rompecabezas que la física lleva décadas intentando completar: comprobar hasta dónde pueden convivir las reglas de Einstein con las extrañas propiedades del mundo cuántico.

Con información de EFE, Universidad de Oxford y Universidad Ben-Gurión del Néguev.

Síguenos en Instagram, Facebook y nuestro canal de Telegram