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¿Entrelazamiento a simple vista?

Área: Física — jueves, 5 de mayo de 2011

Realizan un experimento para explorar las posibilidades de observar entrelazamiento cuántico a simple vista.

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Sin duda la Mecánica Cuántica (MC) ha tenido mucho éxito en la Física y es capaz de predecir, por ejemplo, la longitud de onda de un fotón emitido desde el primer estado excitado hasta el estado fundamental por un átomo de hidrógeno. Las líneas espectrales de las estrellas, correspondientes a los distintos elementos presentes en su atmósfera, pueden ser predichas con exactitud.
Pero esta parte de la MC es ya tan normal que casi no nos fascina. Lo que nos cuesta creer son los efectos más extraños que predice. Uno de ellos es el entrelazamiento cuántico, mecanismo mediante cual una o más partículas pueden ponerse de acuerdo para tener el mismo estado cuántico. Lo más fascinante es que el colapso de la función de onda de uno de ellas al efectuar una medida produce el colapso de la otra.
Partículas entrelazadas son, precisamente, las que se usan en experimentos tipo EPR y en los prototipos muy simples de computadores cuánticos con los que se está experimentando ahora. La última plusmarca de computadores cuánticos consiste en un sistema capaz de mantener 14 qubits.
Pero estos efectos extraños no suelen manifestarse en el mundo macroscópico, sino en el microscópico de partículas y átomos.
En los últimos años hemos asistido al empuje de los límites cuánticos hasta que ese tipo de fenómenos se han manifestado en el mundo mesoscópico. Así por ejemplo, recientemente se creo un tambor de Schördinger en una superposición de estados vibracionales que “casi” se podría ver a simple vista.
El ser humano necesita ver para creer, aunque en ciencia se ve últimamente más indirectamente a través de detectores que directamente con lo ojos. Nicolas Gisin, de la Universidad de Ginebra, se puso a pensar cómo diseñar un experimento en el que se pudiera ver entrelazamiento cuántico directamente con los ojos. Se inspiró en un experimento de Fabio Sciarrino, de la Universidad de la Sapienza en Roma, realizado en 2008. En los experimento al uso sobre entrelazamiento se usan unos pocos fotones que obviamente el ojo humano no puede ver. Pero en el experimento de Sciarrino conseguían amplificar un fotón para crear un chaparrón de miles de fotones con el mismo estado cuántico. Y el ojo humano sí puede ver miles de fotones.
Así que Gisin y sus colaboradores usaron esa idea para montar un experimento en el que se entrelazaban dos fotones, uno lo enviaban a un detector habitual y el otro se amplificaba para producir un chaparrón de fotones con el mismo estado de polarización que era detectado por un ojo humano.
El haz de luz producido por el amplificador podía aparecer en dos posiciones y esto delataba el estado de polarización. Esta observación básicamente sería una medida que colapsaría el estado a una de esas posiciones y determinaría el estado del fotón que había sido enviado al detector. Estos investigadores se sentaron en la oscuridad del laboratorio para supuestamente observar a simple vista los efectos del entrelazamiento cuántico. Los resultados obtenidos estaban de acuerdo con los resultados de Sciarrino y con los predichos por la MC.
Pero hay una pega. Lo que estos investigadores vieron no fueron micro-macro entrelazamientos. Asumieron que el test de Bell no sería válido para objetos macroscópicos así que deliberadamente diseñaron el experimento para que el estado del segundo fotón fuera medido antes de ser amplificado, el decir, el colapso se efectuaba antes de ver nada con los ojos y ese colapso rompía el entrelazamiento antes de dicho acto de observación con los ojos.
La razón es que no hay detector, humano o electrónico, perfecto, y algunos fotones se pierden durante el experimento. Esto no afecta al test de Bell si hay dos fotones, pero si entran en juego muchos más este efecto distorsiona grandemente los resultados. Independientemente de si el grupo de Sciarrino creó o no micro-macro entrelazamientos en 2008, el test de Bell daría resultados positivos, indicativos la ausencia de entrelazamiento.
Sciarrino no se muestra sorprendido por los nuevos resultados y ya está trabajando en una manera de verificar la existencia de micro-macro entrelazamientos sin recurrir al test de Bell. Experimentos que no podrán hacer uso del ojo humano de manera directa so pena de que el láser queme la retina.
Aunque el grupo de Gisin no ha visto micro-macro entrelazamientos, los resultados procedentes de los detectores confirman una vez más la existencia de micro-micro entrelazamiento.
Parece ser que cuesta ver gatos de Schördinger macroscópicos, quizás haya que esperar más o quizás no sea posible. El tiempo lo dirá.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3486

Fuentes y referencias:
Noticia en Nature.
Copia artículo original
Mecánica Cuántica, realismo y localidad.
Consiguen estados cuánticos entrelazados en un chip.
Realizada la teleclonación cuántica.
La mecánica cuántica pasa otra prueba.
Entrelazamiento cuántico y libre albedrío.
Localidad e incertidumbre.
Foto: Michael Dawes, vía Flickr / NeoFronteras.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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8 Comentarios

  1. lluís:

    El problema con el asunto del colpaso de la función de ondas,es que coloca al “observador” en el centro del universo, lo que implicaría que todos los sucesos físicos son consecuencia de procesos de laboratorio.Quizás esa interpretación (la de Copenhague),sea válida en las estrellas dónde no parece que exista habitante alguno.Por otra parte ¿cómo se describe al “observador” en esa interpretación?.
    Saludos.

  2. NeoFronteras:

    El problema es que algunos creen que la Mecánica Cuántica es la Mecánica Mágica o la Magufería Cuántica. En realidad el experimentador es prescindible, sólo hace falta una medida irreversible para la que no hace falta un humano y mucho menos una consciencia humana.

    Para muestra de las barbaridades que se pueden preguntar y contestar ahí va una entrevista como ejemplo. Entrevista en la que una física pierde los papeles (los del periodista ya se asume que se perdieron por ignorancia hace mucho tiempo):

    http://www.lavanguardia.com/20110502/54148560486/quiza-nuestro-cerebro-sea-un-ordenador-cuantico.html

    Eso sí, la Mecánica Mágica es más útil a la hora de vender libros.

  3. joabbl:

    Que los periodistas pierdan los papeles es normal. En cuanto dejan de hablar de política y fútbol, valga la redundancia, no saben de nada y confunden el tocino con la velocidad, pero que una supuesta física diga ese cúmulo de estupideces da un poco de miedo, aunque ya sabemos cómo funciona la educación en España. Seguro que hay una especialidad de Física Cuántica de la Nueva Era Postmoderna.

    Aunque también podría ser simplemente que esté tomando el pelo al periodista, como hacen los políticos.

    Una pista puede ser útil para ponerse en guardia: Cuando alguien habla de un “cambio de paradigma” el disparate no está lejos.

    Aunque nada como la “virtualidad de la homeopatía”. Eso sí que es genial.

    Saludos

  4. joabbl:

    Quizá el precio de ver gatos de Schrodinger cuánticos sea precisamente “que el laser nos queme la retina”. Es decir, verlo una vez y quedarse ciegos porque haya cosas que los ojos humanos no puedan ver más que una vez. El precio de salvar el abismo micro-macro puede ser demasiado alto…

    Saludos

  5. lluís:

    Bravisimo, Neo, yo también leí esa entrevista.Me quede sorprendido por las palabras de esa señorita física.Y lo confieso sinceramente sentí un cierto malestar ante algunas de las bobadas manifestadas por esa física,por un momento llegue a pensar que quizás le estaba tomando el pelo al periodista.Pero, claro, estaba publicitando su librillo.
    Saludos,

  6. Diego Tentor:

    Una vez vi un reportaje en la revista Nuestra (que sale los domingos junto a varios diarios de Argentina) a un “Fisico profesor del MIT” explicando de que forma los angulos de una construccion favorecian la recepcion de las ondas electromagneticas negativas (por esto del feng shui).
    No se si hay mucho guru que se hace pasar por fisico o mucho fisico que quiere hacerse notar, pero es lamentable porque este tipo de entrevistas aparecen cada vez mas.

  7. NeoFronteras:

    Esto entronca con un comentario hecho en otra entrada. La verdad es que es difícil librarse de los misticismos y el pensamiento mágico. Hay quien dice que es algo biológico que nos ayudó a sobrevivir en el pasado. Y nadie está a salvo del pensamiento irracional, incluso gente muy instruida cree en tonterías. Se puede ser ateo, pero se cree en orientalismos, Feng Sui, en homeopatía, en acupuntura en la medicina tradicional china, etc. Incluso habiéndose librado de los dogmas de la religión se puede creer que el dirigente de tu partido es una especie de mesías y que ha venido a salvar a todos incluso en contra de su voluntad. Incluso los partidos políticos de izquierdas crean sus propios dogmas, muchas veces sin fundamentar. Pero el pensamiento dogmático va más allá y al final se trata como si fueran religiones al equipo de fútbol de uno o a su pequeño terruño con gente con ADN supuestamente especial.
    La Física no se libra de estas tonterías. Ya el famoso gato de Schrödinger se puso como ejemplo para ridiculizar el papel del observador en el colapso de la función de ondas que proponían algunos.
    Los operadores creación, destrucción y número de la Electrodinámica Cuántica fueron incluso llamados Brama, Shiva y Visnú. Si se toma como un chiste no hay problema, pero seguro que hay iluminados que ven algo más.
    El mundo de la Física tiene más ejemplos de este tipo. Fritjof Capra, después de hacer el doctorado en Física se paso a las religiones orientales y escribió “El Tao de la Física”. No hace falta relatar su contenido.
    Las supercuerdas y sus hijas están llenas de misticismos, sino léase lo que dice un cuerdista de Harvard:

    “La teoría M/supercuerdas es el lenguaje en el que Dios escribió el mundo”.

    Michio Kaku, otro cuerdistas, dice que la “teoría” de supercuerdas es

    “la mente de Dios resonando a través de un hiperespacio de 11 dimensiones”.

    No es de extrañar que después de tanto misticismo y mala praxis se digan cosas como las que afirma Glashow:

    Quizás he exagerado el caso de los físicos de cuerdas en defensa de su propia versión de teología medieval donde los ángeles son reemplazados por variedades de Calabi-Yau. La amenaza, sin embargo, es clara. Por primera vez es posible ver como nuestra noble investigación puede llegar a su fin, y cómo la fe reemplaza a la ciencia una vez más.

    Seguir por la senda de meterse con las cuerdas quizás es extralimitarse del tema. El caso es que el pensamiento mágico está, por desgracia, en muchas partes. Y está, sobre todo porque gusta. Es más atractiva la magia que la realidad.

  8. tomás:

    Pues sí, amigos, el panorama que pinta Neo es muy preocupante y, junto con el “diseño”, el mayor peligro que corre la ciencia; incluso diría que mayor. La única solución es vulgarizar, hacer entender con ejemplos, en vez de con abstracciones porque muchas personas cultas en temas no científicos, necesitan creer y la mente humana es proclive a sustituir lo que no se comprende. Añadiría que científicos cuya especialización es muy alta, separan su labor de la vida real como si su trabajo fuera una burbuja ajena al mundo y, cuando están en el mundo, tienen fe en alguna religión que soluciona sus temores, sus angustias, su propensión a eternidad. Eso sin contar los vivales, que también, como en todo, los hay.

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