Querido Einstein, Dios sí juega a los dados

El entrelazamiento cuántico era un fenómeno que a Einstein le provocaba un profundo sentido de rechazo. Pero, tal y como muestra este estudio, estaba muy equivocado en su manera de pensar.

entrelazamiento cuántico

Cuentan que un molesto Albert Einstein terminó sus días rechazando una de las hipótesis que sus estudios había arrojado. “Dios no juega a los dados”, decía. Para poder sustentar su afirmación Einstein, junto a Podolsky y Rosen, presentó la que se conoce como paradoja EPR. En ella se trata de demostrar que la teoría cuántica no tiene sentido. Que es algo absurdo y arbitrario, unido íntimamente a lo aleatorio, especialmente cuando hablamos de entrelazamiento cuántico. Y en un universo tan perfecto, esto no tiene sentido alguno. Sin embargo, el tiempo no le ha dado la razón, precisamente, a Einstein. Lo sentimos profesor, pero parece que Dios sí juega a los dados.

El experimento definitivo

Hace ya tiempo que sabíamos, o más bien sospechábamos, que el entrelazamiento cuántico es un hecho dentro de la realidad cuántica de la materia. Para quién no recuerde que es, lo explicamos hace un tiempo. Pero resumiendo, esta propiedad dice que dos partículas están “entrelazadas” íntimamente, sin razón, ni medio, ni comunicación aparente. Es decir, están relacionadas entre sí y porque sí. Modificar una de ellas modifica automáticamente a la otra. Y no importa la distancia o lo que se ponga entre medias. No importa porque no hay ningún medio por el cual interaccionen. Sencillamente, cuando cambia una, lo hace la otra automáticamente. Este efecto fue denominado por el propio Einstein como una “acción espeluznante a distancia”. El fenómeno fue previsto por sus ecuaciones pero el físico nunca terminó de creerlo. Es más, cuentan sus biografías que le desagradaba enormemente ya que no entendía que un fenómeno Einstein no entendía que el universo estuviera regido por unos fenómenos tan aleatoriosaparentemente tan aleatorio tuviera cabida en lo más íntimo de la naturaleza.

Sin embargo, como ya hemos dicho, el entrelazamiento cuántico se ha puesto de manifiesto en numerosas ocasiones. El problema es que, aunque hemos observado muchas veces sus efectos, las explicaciones siempre han necesitado de evidencias y asunciones adicionales para que tuvieran sentido. Sin embargo, el esfuerzo en conjunto de un equipo de investigadores de la Universidad de Delft junto al grupo ICREA del ICFO catalán ha puesto sobre la mesa una prueba que despeja todas las dudas sobre la existencia del entrelazamiento cuántico. Por primera vez en la historia se consigue demostrar directamente el fenómeno sin necesitar aportar explicaciones adicionales indirectas ni asumir nada por qué sí. Y para ello se ha usado un conjunto de experimentos clave para llevar el descubrimiento a cabo: el creador de números aleatorios y el test de Bell “sin resquicios”.

Desentrelazando el misterio

Comencemos por el primero de los experimentos, el generador de números aleatorios del ICFO. Este dispositivo consiste en un ingeniosísimo y extremadamente potente generador de “números” aleatorios. La intención escrear unos “dados” extremadamente aleatorios y cuánticos capaces de generar dichos números increíblemente rápida. Tan rápido como cada 100 ns, tiempo en el que se generaba un nuevo bit de información de forma aleatoria. ¿Y para qué? Muy sencillo.

Física cuántica para principantes (cortesía de un Premio Nobel)

Pasemos a la segunda parte del experimento. El test de Bell fue propuesto por dicho científico en el 64. Este experimento pretendía medir el entrelazamiento cuántico de las partículas de varias maneras. Pero a todas las proposiciones de Bell se le puede criticar siempre un “resquicio” o loophole en inglés. El test de Bell sin “resquicios” es una modificación de dichos experimentos realizados en la Universidad Tecnológica de Delft. ParaEl experimento de Bell sin “resquicios” es una modificación del propuesto en 1964hacerlo, pusieron dos electrones aislados pero entrelazados en el centro de un diamante cada uno y separados en dos edificios distintos, separados cientos de metros.

Simplificando terriblemente toda la cuestión, ahora pongamos a generar “números aleatorios” sobre las propiedades medibles de estos electrones que están entrelazados. Al medirlos cambia el estado y “los dados” aleatorios se aseguran de que exista un componente no modificado por nuestra mano sin querer. Si la información de las partículas coincide en todo momento según van cambiando, podemos comprobar que los electrones, efectivamente, están entrelazados.

Pero claro, la luz, rapidísima (no la luz visible, sino otra forma de radiación) podría ser la que transmitiese la información. Pero aquí es donde los dados aleatorios juegan el papel fundamental. Y es que creando números nuevos cada 100 ns (100 por 10^-9 de un segundo), sencillamente a la luz no le daría tiempo a llegar hasta la otra partícula y comunicar el cambio. Porque solo habría podido recorrer 30 metros. Entonces, o bien el concepto de la velocidad de la luz en el vacío es erróneo o bien existe, efectivamente, esta comunicación fantasmal y espeluznante de la que rehuía Einstein.

El dolor de cabeza de Einstein

Bien, ahora tenemos claro que se ha comprobado, sin lugar a dudas, que el entrelazamiento existe. Es decir, que dos partículas interaccionan entre sí a distancia, sin razón o medio aparente. Y además, también sabemos que medirlas cambia por completo su estado. ¿Qué problema tenía Einstein con esto? A estas alturas, lo que conocemos de la física y la mecánica cuántica no resulta tan “espeluznante”. Pero en los albores de las teorías de lo fundamental,Einstein era un “localista” y “realista” empedernido. Según su visión del mundo, como la de muchos otros, las cosas son como son, independientemente de En los albores de las teorías de lo fundamental, Einstein era un “localista” y “realista” empedernidocómo las midas. Lo que tiene mucho sentido si empleamos la lógica. A esto se le llama ser “realista”.

Por otro lado, las cosas solo pueden interactuar, afectar, a lo que tienen cerca. O ha de existir un medio que permita dicha interacción. Es imposible que algo cambie a otro algo a distancia y sin que medie nada. ¿Verdad? Por otro lado, la luz podría ser la encargada de transmitir esta información, pero como hemos visto, viaja más rápido que la velocidad de la luz. La lógica, como vemos, le jugó una muy mala pasada a uno de los padres de la física moderna. Y es que al entrelazamiento cuántico le importa un comino lo que pensemos que debería ocurrir. Lo cierto es que en el mundo de lo infinitamente pequeño las reglas parecen ser mucho más complejas, inquietantes y, por qué no decirlo, aleatorias. Es lo que Einstein no pudo aceptar: vivimos en un juego de dados de la existencia que conocemos.

Por el 22 de octubre de 2015, 15:51

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