El mundo cuántico vuelve a asombrar

publicado el 05 de mayo de 2013 en «Milenio Diario»
columna: «se descubrió que...»

 

Cuando observamos un objeto hacemos un número de supuestos intuitivos, entre ellas que las propiedades únicas del objeto están determinadas antes de que lo observemos [realismo] y que esas propiedades son independientes de los estados de otros objetos distantes [localidad]. En la vida cotidiana, estos supuestos se justifican por completo. Pero las cosas son distintas al nivel cuántico" (el de átomos y partículas subatómicas), dice en Nature el equipo encabezado por el físico austriaco Anton Zeilinger que experimenta con el quantum o unidad de luz, el fotón.

La física cuántica ha derivado en tecnología cotidiana, como los semiconductores de nuestras computadoras, lásers para la industria y hasta para escuchar un CD leído por un pequeño láser, escaneos médicos e industriales. Pero nos sigue dejando con la impresión de que se nos escapa, de que no entendemos. Es profundamente contraintuitiva.

Uno de sus aspectos más abrumadores para el sentido común, incluido el de Einstein, es el entanglement: enlace, entrelace, entrelazamiento y, en una traducción española de un libro de Roger Penrose, el físico y matemático inglés, hasta enmarañamiento, lo cual, en definitiva, me niego a usar: dos fotones enmarañados.... Puede no gustar enlace. Lo empleo porque es la expresión más breve. Dejemos entanglement.

El equipo de Zeilinger en Viena "no reporta un nuevo efecto, sino una investigación profunda en uno de los fenómenos fundamentales de la física cuántica, el entanglement, entrelazamiento". El efecto es tan ilógico, contraintuitivo y, en síntesis, absurdo, que sirvió para un experimento mental, el EPR, que diagnosticó a la cuántica un síndrome mortal de nacimiento: no era realista y no era local.

"El efecto de enlace cuántica es asombroso: cuando medimos un objeto cuántico (en la talla de átomo o menos) que tiene un compañero enlazado, el estado de una de las partículas depende de las medidas que realicemos en la otra..." Aunque ninguna información pueda alcanzar al gemelo, ni a la velocidad de la luz, medir uno determina al otro.

El equipo de Zeilinger "ha dado un paso hacia la evidencia experimental definitiva de que las partículas cuánticas pueden hacer cosas que en verdad la física clásica (la de nuestro mundo cotidiano) no les permite hacer". En esencia, han "cerrado fisuras" de experimentos anteriores. El primero, hasta donde sé, fue el de Alain Aspect en París durante 1983-1984.

La mejor forma de entender lo aberrante del asunto es con ejemplos del mundo cotidiano. Digamos que tenemos un equipo que dispara pelotas de ping-pong en sentidos opuestos. Las pelotas son blancas. Pero tenemos en un solo lado un fuente de pintura que deja caer una cortinilla azul o roja al azar y sin control del experimentador. O puede estar apagada. Ahora viene lo que molestó a Einstein de tal forma que ideó con Podolsky y Rosen su Gedankenexperiment de 1935 conocido por sus iniciales: paradoja EPR.

Ocurre así: al azar se enciende la cortinilla de pintura y también al azar es azul. La pelota se pinta de azul. Para la compañera ni siquiera hay pintura... y se pinta de rojo. Y la inversa: pintamos una de rojo, la otra se vuelve azul. "Spooky actions at a distance", las llamó Einstein, burlón.

La falla era grave porque iba contra dos principios, pilares de la física, el de localidad, o los objetos no se influyen entre sí de forma directa sino por su entorno: la gravitación, el magnetismo, avanzan por el espacio con velocidad no superior a la de la luz, así un magneto atrae un trozo de hierro. Y el realismo, o los objetos tienen propiedades aun antes de ser observados: la pelota era roja ya antes de verla roja. ¿Obvio? No lo es en cuántica, que viola tanto localidad como realismo: la pelota no tiene color mientras no la vea y lo adquiere de una pelota distante sin señal que cruce el espacio entre ambas. Como si fueran una sola pelota.

En este caso, observemos que estamos teleportando algo: el color inverso, de forma instantánea. En pelotas no ocurre, pero en partículas subatómicas, sí. Y el mismo Anton Zeilinger realizó en 1997 la primera teleportación de un bit de computación cuántica, un qubit. El bit es el mínimo de información. Para el lenguaje binario de nuestras computadoras es 0 o es 1. Pero en el mundo cuántico existe superposición de estados: un electrón es a la vez onda y partícula, está aquí y allá: superposición que se conserva mientras no haya una observación ni una irrupción del medio. Así que un qubit es a la vez 0 y también 1.

Zeilinger también ha teleportado el estado mismo de enlace, en 1998. A esto llama entanglement swapping... ¿permutación del enlace, del entrelace, del enmarañamiento? Como sea, será la forma en que se conecten las computadoras cuánticas. No serán inalámbricas, sino no-locales: como la respuesta inmediata de una partícula en enlace cuántico.

 

la talacha fue realizada por: eltemibledani
 

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