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Un experimento permitirá ver el entrelazamiento cuántico

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Escrito por Óscar Condés

Se trata de uno de los mayores enigmas de la física cuántica que, gracias a un experimento, es posible que pueda verse por primera vez por un ojo humano.

Ahora que se han probado la existencia de las ondas gravitacionales que formuló Einstein, como os contamos hace unos días, un experimento dice que va a ser posible ver a simple vista el fenómeno conocido como entrelazamiento cuántico y que es seguramente una de las mayores incógnitas de entre lo que formuló el genio de la física en su momento.

Y es que, del mismo modo que Einstein consideró que sería muy difícil comprobar de forma fehaciente la existencia de las ondas gravitacionales, tampoco fue capaz de calcular la relevancia que tendría el fenómeno conocido como entrelazamiento cuántico. Tal y como nos cuentan desde esta web argentina, el entrelazamiento cuántico es una de las propiedades más raras de la (ya de por sí) rara física cuántica, que estudia los fenómenos que rigen la materia a nivel nanoscópico. Se refiere a una situación, sin equivalente en la física clásica, en el que el estado cuántico de dos objetos se describe mediante un estado único que incluye a todos los elementos de un sistema, aunque estén separados en el espacio. Esto supone que se pueden observar correlaciones entre sus propiedades físicas.

Para entenderlo podemos recurrir a un ejemplo: Imaginad que dos partículas entrelazadas se envían a los laboratorios de dos físicos, Alice y Bob. Cuando Alice realiza una medición en la suya, esto afecta al estado de la de Bob, de modo que si ella le comunica sus mediciones, él sabrá instantáneamente los suyos, puesto que son idénticos. Así, en principio parecería que esta propiedad permite enviar información de un sitio a otro de forma instantánea (más rápido que a la velocidad de la luz) sin importar la distancia. Este hecho desconcertó a Einstein, que lo consideraba algo así como una “acción espeluznante a cierta distancia”. De hecho lo propuso en 1953 dentro de una paradoja, como un argumento en contra de la mecánica cuántica que consideraba incompleta e inconsistente con la física clásica en ciertos aspectos.

Décadas después, los científicos demostraron que el entrelazamiento cuántico efectivamente existe, aunque al parecer no sirve para enviar ninguna información útil. En cualquier caso, con el tiempo se ha aceptado como uno de los fenómenos más llamativos y extraños de esta teoría, a pesar de que Einstein lo considerase una prueba de su debilidad.

Pero… ¿es posible verlo?

El entrelazamiento cuántico es algo que tuvo desconcertados a los físicos durante casi un siglo pero, como comentábamos, hoy en día los físicos crean partículas entrelazadas en un gran número de laboratorios de todo el mundo con el fin de estudiar computación cuántica, tratar de comprender mejor la naturaleza de este fenómeno y de utilizarla para enviar mensajes cifrados. Pero, además, una cuestión ha surgido de forma adicional: ¿Seremos capaces los seres humanos de ver a simple vista este fenómeno? La respuesta es afirmativa y llega del trabajo de un trío de físicos de universidades de Suiza y Austria. Estos tres físicos habrían ideado un experimento que debe permitir al ojo humano ver por fin el entrelazamiento cuántico, y dicen que todo está preparado para el primer experimento de este tipo.

Encontrar una manera para que el ojo humano pueda ver fotones entrelazados es algo teóricamente sencillo, puesto que el ojo es un detector de fotones. Así, el experimento podría consistir en una fuente de fotones entrelazados, cada uno de los cuales se envía a un fotodetector a través de una configuración adecuada. Mediante la comparación de cómo llegan los fotones a cada detector y repitiendo el proceso muchas veces, sería posible determinar estadísticamente si el entrelazamiento se está produciendo.

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El ojo humano es poco eficiente

El siguiente paso sería previsible (sustituir cada uno de los fotodetectores por un ojo) pero no es el caso ya que el ojo no puede detectar fotones individuales. El menor número de fotones que pueden detectar es alrededor de siete, pero en la práctica la gente suele ver fotones solamente cuando llegan a su ojo cientos o miles, y aún así hay que pensar que el ojo no es un fotodetector particularmente eficiente.

Eso crea un problema porque para que el ojo humano pueda “ver” el entrelazamiento cuántico sería necesario que los físicos tuvieran que preparar no ya dos fotones entrelazados, sino muchos cientos o miles de ellos. Y eso simplemente no es posible con la tecnología actual (a lo sumo los físicos son capaces de enredar media docena de fotones, pero incluso esto es difícil).
Por tanto, lo que se necesita es una manera de amplificar el efecto de un solo fotón entrelazado para que pueda ser detectado por el ojo. Los físicos responsables del experimento dicen que han ideado un truco que amplifica eficazmente un solo fotón entrelazado convirtiéndolo en muchos fotones que el ojo puede ver. El truco está en una técnica denominada “operación de desplazamiento”, en la cual dos objetos cuánticos interfieren de modo que uno cambia la fase de otro.

La explicación es bastante complicada pero los investigadores que lo han propuesto piensan que es posible realizarlo y que la tecnología necesaria para el experimento ya está disponible. Asi, están convencidos de que su trabajo demuestra convincentemente la posibilidad de realizar el primer experimento en el que se observe el entrelazamiento cuántico a simple vista. Os mantendremos informados.

Vía | MIT Technology review

Sobre el autor de este artículo

Óscar Condés

Periodista todoterreno especializado en tecnología y con una amplia experiencia en medios de comunicación. Fotógrafo, realizador, bloguero, viajero y apasionado por la tecnología desde la era analógica. Asistiendo en primera línea de trinchera a los cambios de la revolución digital.