Cuanto más prueba uno el universo a escalas más y más pequeñas,
más rara parece comportarse la materia y la energía.
Pero esta peculiaridad puede verse reducida en la mecánica cuántica,
la teoría que describe el comportamiento de la materia a nivel infinitesimal.
“Estamos interesados en este asunto de la teoría cuántica tan rara como es, pero no más” dijo el físico Jonathan Oppenheim
de la Universidad de Cambridge.
“Esto era una pregunta antinatural para hacérsela hace 20 años.
La razón por la cual estamos obteniendo estos resultados es que pensamos en las cosas de la forma que lo hace un hacker”.
Muchas cosas extrañas ocurren en el mundo cuántico.
De acuerdo al principio de incertidumbre de Heisenberg, por ejemplo, es imposible saber todo sobre una partícula cuántica.
Cuanto más precisión tenemos de la posición del electrón, menos preciso
es su momento [velocidad].
Aún más extraño, el electrón no tiene propiedades como la posición
y el momento hasta que el observador lo mide.
Es como si una partícula existe en una pluralidad de mundos, y sólo tomando una medida la podemos forzar a elegir uno.
Otra rareza ocurre cuando dos partículas pueden unirse de tal forma que observando una transformas a la otra, incluso están físicamente separadas. Este abrazo cuántico, llamado entrelazamiento (o más común No-Localidad), puso a Einstein nervioso.
Le llamó el popular fenómeno “acción fantasmagórica a distancia”.
Pero hay un límite en como la no localidad puede ser usada.
Dos personas separadas no pueden mandar mensaje más rápido que la luz.
“Es una sorpresa que eso ocurra”, dijo Stephanie Wehner, una ex hacker y física teórica cuántica en la Universidad Nacional de Singapure.
“La mecánica cuántica es mucho más potente que el mundo clásico, y va mucho más a los límites. Pero ocurre que hay alguna limitación.
Tan extraña como es la mecánica cuántica, puede ser todavía más.
“La cuestión es, ¿puede ser la mecánica cuántica más fantasmagórica? Dijo Oppenheim. “Los investigadores preguntaron porque la teoría cuántica no tiene más no-localidad, y si había otra teoría que la tuviera”.
Parece que la cantidad de no localidad que puedes tener, -es decir, cuánto puedes confiar en que dos partículas entrelazadas se coordinen los cambios- está limitado por el principio de la incertidumbre. Oppenheim y Wehner.
Para ver el lazo entre la incertidumbre y la no localidad, Wehner sugiere pensar en un juego donde hay 2 jugadores, Alice y Bob, quienes están separados y no pueden comunicarse uno con el otro.
En su mesa, Alice tiene dos cajas y dos tazas de café.
Un árbitro tira una moneda y le pide que ponga un número par o impar
de tazas en las cajas.
Ella tiene 4 opciones: una taza en la caja izquierda, una en la caja derecha, una en cada caja o ninguna. Esto es equivalente a que Alice codifique 2 bits
de información, dice Wehner. Si una taza en la caja representa un 1 y no tazas representa un 0, Alice pude escribir, 00, 01, 10, 11.
Ahora el árbitro le pregunta a Bob que acierte si hay una taza en la caja derecha o izquierda. Si elige correctamente, Alice y Bob ganan los dos.
Esto es lo mismo que Bob acierte a recuperar uno de los bits que Alice codificó.
En lo normal, el mundo no cuántico, la mejor estrategia para este juego (admitiendo el aburrimiento) permite a los dúos ganar justo el 75% de las veces. Si ellos tienen cada uno un par de las partículas entrelazadas,
van a hacerlo mucho mejor.
Alice puede influenciar el estado de la partícula de Bob
por su mera observación.
Ahora Bob puede mirar a su partícula y tener una mejor idea de cómo es la partícula de Alice y usar esa información para hacer una elección más acertada sobre en qué caja está la taza.
Pero esta estrategia solo aumenta el porcentaje de ganar al 85%.
Bob no pude siempre acertar correctamente porque el principio de incertidumbre dice que él no sabe los bits de información al mismo tiempo, explicaron Oppenhiem y Wehner.
Cuanto más fuerte es el principio de incertidumbre, más difícil
es para Bob conseguir el bit.
“La razón por la que no podemos ganar este juego más allá del 85%
de las veces es porque la mecánica cuántica respeta el principio de incertidumbre” dijo Oppenheim.
Dada la historia de estos dos conceptos, ligar la incertidumbre a la no localidad es un poco irónico, anotó. En 1935, Albert Einstein trató de romper el principio de incertidumbre usando el entrelazamiento y escribió en un artículo famoso con Boris Podolsky y Nathan Rosen que “ninguna definición de la realidad se puede esperar que permita esto”.
“Cuando descubrimos por primera vez la No localidad, la odiamos,
dijo Oppenheim. “Era demasiado raro.
La gente trató de erradicarla y menospreciarla”.
Tal como fue transcurriendo el siglo, sin embargo, los físicos se dieron cuenta que la creación de un lazo casi-psíquico entre las partículas podrían ser útil en la criptografía y nos podría permitir ordenadores cuánticos ultra rápidos.
“Ahora nos hemos acostumbrado a esto e incluso nos gusta” dijo Oppenheim. “Y empiezas a desear que haya más y más de esto.”
Aunque no hay ninguna aplicación práctica de este lazo, los descubrimientos nos revelan algunos misterios de la naturaleza fundamental de la física.
El descubrimiento nos podría informar de futuras teorías que van más allá de la mecánica cuántica, como la teoría unificada del todo.
“Sabemos que nuestras teorías actuales no son consistentes,
y que hay teorías encubiertas, dijo Oppenheim.
Los físicos no sabemos la forma que tendrá el principio de incertidumbre o la no localidad en esta nueva teoría, “pero por lo menos sabemos que estas dos cosas estarán bloqueadas juntas”
