<\/strong>Uno de los elementos m\u00e1s sorprendentes y contrarios a la intuici\u00f3n de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica es la idea de que dos part\u00edculas pueden existir en un estado entrelazado, unidas de tal manera que un cambio en una afecta instant\u00e1neamente a la otra. Las caracter\u00edsticas de estas part\u00edculas entrelazadas no tienen un valor establecido hasta que interact\u00faan con otro sistema o se miden.<\/p>\n\n\n\n
Si eso no suena demasiado preocupante, considera que este cambio instant\u00e1neo ocurrir\u00eda sin importar qu\u00e9 tan separadas est\u00e9n las part\u00edculas entre s\u00ed. As\u00ed, si dos part\u00edculas est\u00e1n separadas por todo el universo, surgir\u00eda un cambio instant\u00e1neo si una part\u00edcula se mide con una o m\u00e1s de sus cualidades forzadas a tomar un estado.<\/p>\n\n\n\n
Entonces, por ejemplo, los electrones tienen una cualidad llamada “giro”, el equivalente mec\u00e1nico cu\u00e1ntico del momento angular con valores establecidos. Dos electrones entrelazados, A y B, existen en un estado en el que si uno tiene un giro “hacia arriba”, el otro debe tener un giro “hacia abajo”. No tienen un valor establecido, todo el sistema existe en “superposici\u00f3n” del electr\u00f3n A “hacia arriba”. y abajo’\/electr\u00f3n B ‘arriba y abajo’.<\/p>\n\n\n\n
Se mide el electr\u00f3n A y la superposici\u00f3n del estado colapsa. Si su giro se mide como “hacia arriba”, eso significa que el electr\u00f3n B en el otro lado del universo instant\u00e1neamente se convierte en giro “hacia abajo”.<\/p>\n\n\n\n Si dudas bien de esta afirmaci\u00f3n ciertamente no est\u00e1s solo, de hecho, est\u00e1s en excelente compa\u00f1\u00eda. El f\u00edsico m\u00e1s famoso de la historia, Albert Einstein, estaba tan preocupado por el entrelazamiento que se refiri\u00f3 a \u00e9l como “spukhafte Fernwirkungen” o “acci\u00f3n espeluznante a distancia”. El problema de Einstein con el entrelazamiento se debi\u00f3 en parte al hecho de que un cambio instant\u00e1neo en el estado de una part\u00edcula a trav\u00e9s de un una gran distancia implica una se\u00f1al que viaja entre las dos part\u00edculas m\u00e1s r\u00e1pido que la velocidad de la luz.<\/p>\n\n\n\n En 1905, Einstein introdujo la teor\u00eda de la relatividad especial con una de sus condiciones clave: ninguna part\u00edcula con masa podr\u00eda viajar m\u00e1s r\u00e1pido que la luz. Sinti\u00f3 que el intercambio de informaci\u00f3n en el entrelazamiento amenazaba esto.<\/p>\n\n\n\n La acci\u00f3n instant\u00e1nea del entrelazamiento tambi\u00e9n amenaz\u00f3 el concepto de realismo local. Este se compone de dos premisas; todas las part\u00edculas tienen propiedades definidas para todas las medidas posibles (realismo) y la comunicaci\u00f3n entre part\u00edculas no puede ocurrir m\u00e1s r\u00e1pido que la velocidad de la luz (localidad). Para que el entrelazamiento proceda como lo vieron los primeros f\u00edsicos, uno de estos principios debe ser incorrecto.<\/p>\n\n\n\n Esto llev\u00f3 a Einstein a sugerir que la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, una teor\u00eda que \u00e9l mismo ayud\u00f3 a desarrollar, estaba incompleta y que deb\u00edan existir “variables ocultas” en los sistemas cu\u00e1nticos. Estos constituir\u00edan instrucciones que le dicen a las part\u00edculas qu\u00e9 valores tomar cuando se miden.<\/p>\n\n\n\n Einstein pasar\u00eda los \u00faltimos a\u00f1os de su vida ideando experimentos mentales en un intento de demostrar la existencia de variables ocultas. Junto con los f\u00edsicos Boris Podolsky y Nathan Rosen, Einstein consolid\u00f3 su teor\u00eda de la incompletud de la f\u00edsica cu\u00e1ntica en la paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) en un art\u00edculo de 1935 titulado “\u00bfSe puede considerar completa la descripci\u00f3n mec\u00e1nica cu\u00e1ntica de la realidad f\u00edsica?” Fue la paradoja EPR que John Stewart Bell investigar\u00eda sentando las bases para el camino que eventualmente llevar\u00eda a Aspect, Clauser y Zeilinger al premio Nobel.<\/p>\n\n\n\n La mec\u00e1nica cu\u00e1ntica no tiene nada que ocultar En 1972, Clauser fue el primer f\u00edsico en tomar la idea de Bell y demostrarla experimentalmente. Junto con el estudiante graduado de Berkeley Stuart Freedman, quien falleci\u00f3 en 2012, Clauser construy\u00f3 un experimento para enviar dos fotones entrelazados en direcciones opuestas hacia filtros de polarizaci\u00f3n fijos. Los fotones ser\u00edan bloqueados por los filtros o se les permitir\u00eda pasar para llegar a un detector. El \u00e9xito del viaje del fot\u00f3n deber\u00eda depender del \u00e1ngulo en el que est\u00e9 polarizado y el resultado obtenido deber\u00eda mostrarse por su compa\u00f1ero entrelazado.<\/p>\n\n\n\n Los resultados obtenidos por Clauser y Freedman desafiaron lo que se hubiera esperado en la f\u00edsica cl\u00e1sica y coincidieron con la teor\u00eda cu\u00e1ntica a la perfecci\u00f3n. Los resultados tambi\u00e9n implicaron que se viol\u00f3 la desigualdad de Bell y que no existen variables ocultas. Una d\u00e9cada m\u00e1s tarde, en 1982, Aspect, f\u00edsico de la Universit\u00e9 Paris-Saclay y \u00c9cole Polytechnique, Francia, mejor\u00f3 el experimento de Clauser y Freedman al agregar la capacidad de medir los fotones bloqueados por los filtros.<\/p>\n\n\n\n Nuevamente, este experimento mejorado demostr\u00f3 la violaci\u00f3n de la desigualdad de Bell y la integridad de la teor\u00eda cu\u00e1ntica. Sin embargo, todav\u00eda hab\u00eda espacio para mejorar. Tres es compa\u00f1\u00eda cuando se trata de f\u00edsica cu\u00e1ntica, al menos ese era el pensamiento de Zeilinger, quien hoy es cient\u00edfico senior en el Instituto de \u00d3ptica Cu\u00e1ntica e Informaci\u00f3n Cu\u00e1ntica de la Academia de Ciencias de Austria.<\/p>\n\n\n\n A fines de la d\u00e9cada de 1990, Zeilinger agreg\u00f3 una tercera part\u00edcula entrelazada a los pares entrelazados utilizados por Clauser y Freedman, y luego en Aspect. Us\u00f3 ese tercer fot\u00f3n para entrelazar los otros dos fotones sin que esas part\u00edculas interactuaran. Esto reforz\u00f3 a\u00fan m\u00e1s la idea de la no localidad cu\u00e1ntica demostrada por los f\u00edsicos anteriores.<\/p>\n\n\n\n A partir de este punto de partida, los f\u00edsicos pudieron comenzar a pensar en c\u00f3mo se podr\u00eda aplicar en la pr\u00e1ctica la naturaleza no local de la f\u00edsica cu\u00e1ntica, lo que llev\u00f3 al desarrollo de la criptograf\u00eda cu\u00e1ntica. En esta pr\u00e1ctica, las leyes de la f\u00edsica cu\u00e1ntica garantizan la seguridad y la privacidad de un mensaje intercambiado entre dos partes y pueden decirles si un intruso incluso ha intentado descifrar su c\u00f3digo. La concesi\u00f3n del Premio Nobel de F\u00edsica 2022 a estos cient\u00edficos valida la “rareza” de la f\u00edsica cu\u00e1ntica y el trabajo de cientos de f\u00edsicos de todo el mundo que estaban decididos a demostrar que hay m\u00e1s en la realidad de lo que parece.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/image-113-1024x1024.png\")
<\/strong>En 1964, Bell desarroll\u00f3 la idea de que si las variables ocultas de Einstein existen en los sistemas cu\u00e1nticos, la correlaci\u00f3n entre los resultados de un gran n\u00famero de mediciones no podr\u00eda superar un cierto valor. Esto se conocer\u00eda como la desigualdad de Bell. La violaci\u00f3n de esta hip\u00f3tesis experimentalmente mostrar\u00eda que no hay variables ocultas, demostrando que la f\u00edsica cu\u00e1ntica es completa.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2022\/12\/image-115.png\")
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