Hay violación cuántica de la causa-efecto

publicado el 07 de octubre de 2012 en «Milenio Diario»
columna: «se descubrió que...»

 

Imagine que Alicia entra a su oficina y encuentra un recado en la pantalla de la computadora, lo lee, lo borra y escribe otro mensaje. Después entra Beto y lee el mensaje de Alicia y hace lo mismo: lee, borra y escribe otro mensaje. Si Beto entró a la oficina después de Alicia, podrá leer lo que ella escribió; sin embargo, Alicia no tiene oportunidad alguna de leer el mensaje escrito después por Beto. En este caso, el mensaje de Alicia es la causa y lo que Beto lee es el efecto. Cuantas veces lo repitamos será igual: sólo uno de ellos podrá leer lo que escribió antes quien entró primero.

Para esto no importa si tienen relojes o no saben quién de los dos escribió primero: lo pueden deducir del mensaje mismo. Por ejemplo, Alicia pudo escribir: "Alicia estuvo aquí", Beto lee el mensaje y sabe con certeza absoluta que él entró después de ella.

El principio de causa-efecto está imbricado profundamente no sólo en la ciencia, sino en la vida cotidiana: primero me tropiezo y luego caigo. Piaget estudió el momento en que los bebés adquieren esta noción de forma intuitiva: si suelto mi cuchara se cae y será muy divertido que mamá se empine una y otra vez a recogerla. Mamá nunca se agacha si no he soltado la cuchara. Bueno, sí, y hoy es domingo 7, ¿salí con mi domingo 7? Así es, al menos en el mundo subatómico, donde imperan las extrañas leyes de la cuántica.

Físicos de la Universidad de Viena y de la Universidad Libre de Bruselas han demostrado que en el minúsculo reino de la cuántica es posible que un mismo hecho sea tanto causa como efecto de otro. Esto, que habría parado aún más los pelos a Einstein, lo publican en Nature Communications. Tendrá enormes implicaciones para los fundamentos de la física cuántica, los estudios sobre gravitación y su quantum, el gravitón, y para la naciente computación cuántica, que emplea en vez de bits: cero o uno, qubits: cero y uno a la vez: superposición de estados predicha por la cuántica desde 1927 y una de las causales de divorcio de Einstein.

Las aristotélicas y sensatas características de la materia, como no poder estar a la vez en un lugar y en otro, desaparecen en el mundo subatómico: un electrón está y no está en determinada posición porque está en superposición de estados. En el ejemplo de Alicia y Beto hay superposición de estados: Alicia entra primero y deja mensaje a Beto y Beto entra primero y deja mensaje a Alicia. Por suerte nunca ocurre así entre Betos y Alicias macroscópicos, pero sí en el interior atómico de sus cuerpos.

Tal superposición, la de ser causa y efecto a la vez, "no entra en consideración en la formulación estándar de la física cuántica pues la teoría siempre asume un orden causal definido entre eventos", dice Ognyan Oreshkov. A lo que añade Fabio Costa: "Pero si creemos que la física cuántica gobierna todos los fenómenos, es natural esperar que el orden de los eventos también podría ser indefinido, de forma similar a como sabemos que ocurre con la localización y la velocidad de una partícula", imposibles de medir a la vez por el principio de incertidumbre de Heisenberg, que no es una limitación de nuestros aparatos, sino un comportamiento de la naturaleza.

"Este trabajo da un importante paso en la compresión de que el orden causal definido podría no ser una propiedad obligada de la naturaleza. El reto es encontrar dónde la naturaleza entra en superposición de órdenes causales", explica Caslav Brukner. Dónde tenemos a la vez un efecto que es su propia causa... gulp.

En 1935, Albert Einstein se distanció de la recién nacida física cuántica, en buena parte su hija porque propuso el quantum de luz, luego llamado fotón. El verdadero átomo, in-divisible, resultó ser el quantum propuesto por Planck en 1900 sin mucho entusiasmo. Para demostrar a Bohr y sus muchachos que iban descarriados, Einstein unió esfuerzos con Boris Podolsky y Nathan Rosen en un experimento mental: era imposible de realizar por entonces, pero seguía una lógica precisa y lo confirmaban matemáticas implacables: la física cuántica era incompleta porque entraba en una paradoja. Se le llamó con sus iniciales: paradoja EPR.

El original EPR consistía en producir un par de protones y retener uno del par mientras el otro va a los confines de la galaxia; al modificar el protón del laboratorio, el gemelo a su vez quedará definido: si produzco dos pelotas y una la pinto de rojo, la otra será azul sin que señal alguna pueda llegarle a tiempo. La modificación es instantánea... y la relatividad prueba que nada es instantáneo para cualquier observador.

Alain Aspect probó en 1983 y 84 que la paradoja ocurre: así es la naturaleza.

Contacto: Fabio Costa.

Gustavo Rivas

¿Y cómo va la investigación sobre el asesinato de Gustavo Rivas, quemado vivo por los normalistas de Ayotzinapa que intentaron incendiar la gasolinera donde él trabajaba?

 

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