· El entrelazamiento y la superposición de estados son dos principios fundamentales de la computación cuántica
· Este hallazgo del CERN permite a los físicos poner a prueba el Modelo Estándar y buscar señales de nueva física
DE un art+iculo de Juan Carlos López
a física cuántica es extraña. Contraria a nuestra intuición. Aquí reside, precisamente, su dificultad. Sin embargo, los fenómenos que contiene son extraordinariamente fascinantes. El entrelazamiento cuántico es el auténtico protagonista de este artículo, y no cabe duda de que es uno de los mecanismos cuánticos más cautivadores. Antes de seguir adelante merece la pena que dediquemos unas líneas a repasar brevemente qué es.
Este fenómeno no tiene un equivalente en la física clásica, y consiste en que el estado de los sistemas cuánticos involucrados, que pueden ser dos o más, es el mismo.
Esto significa que estos objetos, en realidad, forman parte de un mismo sistema, incluso aunque estén separados físicamente. De hecho, la distancia no importa.
Si dos partículas, objetos o sistemas están entrelazados mediante este fenómeno cuántico, cuando midamos las propiedades físicas de uno de ellos estaremos condicionando instantáneamente las propiedades físicas del otro sistema con el que está entrelazado. Incluso aunque esté en la otra punta del universo.
Suena a ciencia ficción, es verdad, pero por muy extraño y sorprendente que nos parezca este fenómeno se ha comprobado empíricamente.
De hecho, es, junto a la superposición de estados, uno de los principios fundamentales de la computación cuántica.
Curiosamente, es tan importante en el ámbito de los ordenadores cuánticos que cuando se rompe los cúbits afectados dejan de comportarse como dictan las reglas de la mecánica cuántica y pasan a comportarse a partir de ese instante como dictan las reglas de la física clásica.
Nueva perspectiva en el ámbito de la mecánica cuántica
Los experimentos en los que se ha comprobado la existencia del entrelazamiento cuántico han estado protagonizados hasta ahora por partículas con un nivel de energía moderado, de ahí que lo que acaban de lograr los físicos del experimento ATLAS del CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) sea un auténtico hito. Y es que han conseguido observar este fenómeno en el LHC (Gran Colisionador de Hadrones) entre quarks top y a las energías más altas alcanzadas hasta ahora (13 teraelectronvoltios). Puede parecer que este logro no es demasiado importante, pero sí lo es.
"Este hito abre un campo de exploración muy amplio a medida que nuestras muestras de datos continúan creciendo"
"La observación del entrelazamiento cuántico en un nuevo sistema de partículas y a una energía mucho mayor que la alcanzada previamente en otros experimentos es notable", asegura Andreas Hoecker, portavoz de ATLAS. "Este hito allana el camino a nuevas investigaciones de este fascinante fenómeno y abre un campo de exploración muy amplio a medida que nuestras muestras de datos continúan creciendo". Suena prometedor.
Extraordinariamente prometedor. Curiosamente, los físicos de ATLAS primero y los del experimento CMS después observaron el entrelazamiento entre un quark top y su antipartícula.
El quark top es la partícula fundamental más pesada que se conoce, de ahí que estemos hablando de forma recurrente en este artículo de un nivel de energía mayor al alcanzado en otros experimentos similares.
En cualquier caso, lo realmente importante son las consecuencias que presumiblemente va a tener este hito.
"La medición del entrelazamiento y otros fenómenos cuánticos en un nuevo sistema de partículas y en un rango de energía más allá del previamente accesible nos permite probar el Modelo Estándar de nuevas maneras y buscar señales de nueva física que puedan estar más allá de él", sostiene Patricia McBride, portavoz de CMS. Cuando menos resulta ilusionante. Crucemos los dedos para que pronto tengamos más noticias del CERN enmarcadas en este ámbito
experimento ha conseguido revelar la conexión entre la Mecánica cuántica y la relatividad general
· Los físicos quieren unificar la teoría general de la relatividad y la mecánica cuántica desde hace algo más de un sigloEste experimento ha logrado medir la rotación de la Tierra con una precisión mil veces más alta que otros interferómetros
1969 publicaciones de Juan Carlos López
La relatividad general y la mecánica cuántica son bellísimas. Perfectas en sí mismas, y, sin embargo, incompatibles. Reconciliar la descripción de lo muy grande y lo muy pequeño no es nada fácil. De hecho, los físicos teóricos coquetean con la idea de unificar la teoría general de la relatividad y la mecánica cuántica desde hace algo más de un siglo. Prácticamente desde el mismo instante en el que ambas ramas de la física vieron la luz a principios del siglo XX.
Aún no lo han conseguido. Y no lo han hecho porque estamos ante el que muchos investigadores consideran el mayor desafío de la física moderna. La relatividad general se ocupa, a grandes rasgos, de describir la interacción entre la materia (o la energía) y el continuo espacio-tiempo.
De esta teoría del campo gravitatorio publicada por Albert Einstein en 1915 se desprende que la materia curva el espacio-tiempo, alterando su geometría, lo que a su vez condiciona la trayectoria tanto de los objetos móviles como de la luz.
La mecánica cuántica, en cambio, se ocupa de lo muy pequeño.
Del mundo de las partículas y las interacciones a las que están expuestas las estructuras atómicas y subatómicas.
Y la mayor parte de esas reglas son radicalmente diferentes a las leyes con las que estamos familiarizados. Richard Feynman y otros físicos han defendido con vehemencia que intentar entender esta rama de la física es un esfuerzo vano. Sus leyes son tan distintas a las que estamos acostumbrados a observar en el mundo macroscópico que escapan a nuestra comprensión.
El entrelazamiento cuántico de pares de fotones ha permitido medir la rotación de la Tierra
Suena a ciencia ficción, pero Es ciencia. Y es que un equipo de físicos de la Universidad de Viena (Austria) liderado por el profesor Philip Walther ha llevado a cabo con éxito un experimento asombroso.
Lo que ha conseguido es medir el efecto que tiene la rotación de la Tierra sobre varios pares de fotones entrelazados. Antes de seguir adelante nos interesa repasar que el entrelazamiento es un fenómeno cuántico sin equivalencia en la física clásica en el que el estado de los sistemas cuánticos involucrados, que pueden ser dos o más, es el mismo.
Para llevar a cabo su experimento Philip Walther y su equipo han utilizado un interferómetro óptico de Sagnac, que es el dispositivo más sensible a las rotaciones que existe
Esto significa que estos objetos, en realidad, forman parte de un mismo sistema, incluso aunque estén separados físicamente.
De hecho, la distancia no importa. Si dos partículas, objetos o sistemas están entrelazados mediante este fenómeno cuántico, cuando midamos las propiedades físicas de uno de ellos estaremos condicionando instantáneamente las propiedades físicas del otro sistema con el que está entrelazado. Incluso aunque esté en la otra punta del Universo.
Para llevar a cabo su experimento Philip Walther y su equipo han utilizado un interferómetro óptico de Sagnac, que es el dispositivo más sensible a las rotaciones que existe.
Todos ellos son sofisticados, pero los que utilizan el entrelazamiento cuántico lo son aún más. Si dos o más partículas están entrelazadas solo se conoce su estado global. El estado de cada una de las partículas permanece indeterminado hasta que se lleva a cabo la medición.
Seguir buscando la ciencia .recordando que solo el saber , nos hará libres
-Nos han dominado más por la ignorancia, que por la fuerza. Simón Bolívar
NO SE DEBE SER DÉBIL, SI SE QUIERE SER LIBRE