SMS ENTRE PARTICULAS
¿Qué significa el entrelazamiento cuántico? ¿Qué nos dice acerca del mundo y acerca de la naturaleza del espacio y del tiempo? Éstas son probablemente las preguntas más difíciles de responder de toda la física.
El entrelazamiento destroza todas
nuestras concepciones acerca del mundo desarrolladas a través de nuestra
experiencia sensorial. Tales nociones de la realidad están tan arraigadas en
nuestro interior que incluso el mayor físico del siglo XX, Albert Einstein, fue
inducido por esas nociones cotidianas al error de creer que la mecánica
cuántica era «incompleta» porque no incluía elementos que él estaba seguro de
que habían de ser reales. Einstein creía que lo que sucede en un lugar no podía
estar ligado directa e instantáneamente con lo que sucede en un lugar diferente.
Para entender el entrelazamiento y otros fenómenos cuánticos (o incluso
simplemente para aceptar su validez), debemos primero admitir que nuestras
concepciones de la realidad en el Universo son inadecuadas.
El entrelazamiento nos enseña que
la experiencia cotidiana no nos equipa con la capacidad de comprender lo que
sucede a escala microscópica, de la cual no tenemos experiencia directa. Una
pelota de tenis lanzada contra una pared con dos ventanas no puede salir de la
habitación pasando por ambas ventanas a la vez. Eso es algo que
cualquier niño sabe intuitivamente. Y, sin embargo, un electrón, un neutrón e
incluso un átomo, cuando encuentran una barrera con dos rendijas en ella
pasarán por ambas a la vez. La teoría cuántica destruye la noción de causalidad
así como la de imposibilidad de estar en varios sitios al mismo tiempo. La idea
de superposición, de «hallarse en dos lugares al mismo tiempo», está
relacionada con el fenómeno del entrelazamiento. Pero el entrelazamiento es
incluso más espectacular, pues destruye nuestra noción de que la separación
espacial tiene sentido. El entrelazamiento puede describirse como un principio
de superposición que involucra a dos o más partículas; es una superposición de
los estados de dos o más partículas, consideradas como un sistema. La
separación espacial tal como la conocemos parece evaporarse ante un sistema
así. Dos partículas que pueden estar separadas kilómetros, o años luz, pueden
comportarse de manera coordinada: lo que le sucede a una de ellas le sucede
instantáneamente a la otra, sin importar la distancia entre ambas. ¿Por qué
no podemos usar el entrelazamiento para enviar un mensaje más rápido que la
luz?
El entrelazamiento puede violar el espíritu de la relatividad, pero no de
manera que nos permita enviar un mensaje más rápido que la luz. Ésta constituye
una distinción importante, que refleja la mismísima naturaleza de los fenómenos
cuánticos. El mundo cuántico es aleatorio por naturaleza. Cuando medimos,
obligamos a algún sistema cuántico a «escoger» un valor real, saltando de la
«borrosidad» cuántica hasta un punto específico. Así, cuando se mide el espín
de una partícula A, a lo largo de una dirección que ella escoge (o, de manera
equivalente, se mide la polarización de un fotón a lo largo de una dirección
que ella escoge), no puede escoger el resultado. El resultado será «arriba» o
«abajo», pero la partícula A no puede predecir cuál de ellos será. Una vez que
A toma la medida, la partícula o el fotón B pasa forzosamente a un estado
determinado (espín opuesto a lo largo de esa dirección, para una partícula; la
misma dirección de polarización para un fotón). Pero, como A no tiene control
alguno sobre los resultados que obtiene, no le es posible enviar ninguna
información con sentido a B. La razón de que todo esto pueda suceder es la
siguiente: A puede escoger realizar una cualquiera entre muchas medidas, y sea
cual sea la que escoja, obtendrá un resultado. Pero ella no sabe
anticipadamente cuál de los dos resultados obtendrá. Análogamente, B puede escoger
la medida que va a tomar y no puede anticipar qué resultado va a obtener. Pero,
debido al entrelazamiento, si da la casualidad de que escogen hacer la misma
medida, sus resultados impredecibles serán opuestos (suponiendo una medida de
espín).
En apariencia, no hay nada problemático acerca de las
correlaciones fuertes; para explicarlas simplemente se introducen «elementos de
realidad», como deseaba hacer Einstein. Pero el teorema de Bell nos lleva a la
conclusión de que ese tratamiento no funciona.
Abner Shimony se ha referido al
entrelazamiento como «pasión a distancia», en un esfuerzo por evadir la trampa
de suponer que el entrelazamiento puede usarse de alguna manera para enviar
mensajes «supralumínicos» (más rápidos que la luz). Shimony cree que el entrelazamiento
aún permite que la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad especial
gocen de una «coexistencia pacífica», en el sentido de que el entrelazamiento
no viola estrictamente la teoría de la relatividad especial (no pueden enviarse
mensajes supralumínicos). Sin embargo, otros físicos creen que el «espíritu de
la teoría de la relatividad» sí es violado por el entrelazamiento, porque
«algo» (sea lo que sea) en efecto «viaja» entre dos partículas entrelazadas más
rápidamente que la luz (de hecho, a velocidad infinita). El difunto John Bell
era de esa opinión.
Un posible modo de entender el
entrelazamiento es evitar completamente contemplar la teoría de la relatividad,
y no considerar los dos entes entrelazados como partículas «enviándose mensajes»
entre sí. En un artículo titulado «Entrelazamiento cuántico», Yanhua Shih
argumenta que, como las dos partículas son (de alguna manera) entes no
separados, no se da ninguna violación del principio de incertidumbre,
contrariamente a lo sugerido por EPR.
Las partículas entrelazadas trascienden el espacio. Los dos o más entes
entrelazados son realmente partes de un sistema, y éste no es afectado por la
distancia física entre sus componentes. El sistema actúa como un ente único.
Lo que resulta fascinante en la búsqueda del entrelazamiento es que una
propiedad de un sistema cuántico llegara a detectarse por vez primera gracias a
consideraciones matemáticas. Es sorprendente que una propiedad tan extraña y
ajena al mundo cotidiano se encontrara matemáticamente, lo cual refuerza la
creencia en el poder trascendente de las matemáticas. Tras el descubrimiento
matemático del entrelazamiento, físicos muy inteligentes usaron métodos y
dispositivos ingeniosos para verificar la existencia real de este sorprendente
fenómeno. Pero entender verdaderamente lo que es el entrelazamiento, y cómo
opera, está por ahora fuera del alcance de la Ciencia. Pues para entenderlo,
nosotros, criaturas reales, dependemos de «elementos de realidad», como
demandaba Einstein, pero, como el teorema de Bell y los experimentos nos han
enseñado, tales elementos de realidad sencillamente no existen. La alternativa
a esos elementos de realidad es la mecánica cuántica. Pero la teoría
cuántica no nos dice por qué las cosas suceden de la forma en que suceden: por
qué están las partículas entrelazadas. De manera que sólo llegaremos a
entender verdaderamente el entrelazamiento cuando podamos responder la pregunta
de John Archibald Wheeler: «¿por qué el cuanto?».
© 2019 Javier De Lucas