Tendencias21
Electrones conectados de forma 'fantasmal' a velocidades 'imposibles'

Electrones conectados de forma 'fantasmal' a velocidades 'imposibles'

Un experimento realizado en Países Bajos con tecnología de números aleatorios del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona ha demostrado que dos electrones, situados a 1,3 kilómetros de distancia, están entrelazados y se comunican entre sí a velocidades más rápidas que la luz, demostrando que la ‘acción fantasmal a distancia’ que Einstein creía imposible es real. Por Carlos Gómez Abajo.

Electrones conectados de forma 'fantasmal' a velocidades 'imposibles' ¿Juega Dios a los dados con el universo? Einstein planteaba que no, pero ahora un nuevo experimento parece afirmarlo.

El experimento, publicado en línea en Nature por el grupo de Ronald Hanson, de la Universidad de Tecnología de Delft (Países Bajos), ha utilizado un dispositivo de generadores de números aleatorios desarrollado en el ICFO -Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona- por los grupos de investigación de Morgan W. Mitchell y Valerio Pruneri,

Los resultados del experimento representan la refutación más potente hasta la fecha del principio de «realismo local» de Albert Einstein, el cual postula que el universo obedece a leyes y no al azar, y que no existen comunicaciones que puedan viajar más rápido que la luz. Einstein planteaba que había «variables ocultas» que comunicaban a las partículas entre sí de forma aparentemente milagrosa.

El experimento de Delft consistió en lo siguiente: Primero «entrelazaron» dos electrones atrapados en el interior de dos cristales de diamante diferentes, y luego midieron las orientaciones de los electrones.

En teoría cuántica la propiedad del entrelazamiento consisten en que matemáticamente los dos electrones se pueden describir mediante una sola «función de onda» que sólo indica si están en concordancia, pero no si los espines están en una dirección determinada u otra. En un sentido matemático, pierden sus identidades individuales.

El concepto de «realismo local» intenta explicar el mismo fenómeno con menos misterio, postulando que las partículas deben estar apuntando a algún lugar, pero simplemente no sabemos sus direcciones hasta que las medimos.

Al medir los electrones en el experimento de Delft, se observó que las partículas efectivamente aparecen orientadas de forma aleatoria pero, sin embargo, ambas parecen entenderse muy bien entre sí. Tan bien, de hecho, que es imposible que hayan tenido orientaciones pre-establecidas o pre-existentes, tal y como reclama la teoría de realismo de Einstein.

Este comportamiento sólo es posible si los electrones se comunican entre sí, algo muy sorprendente para electrones atrapados en diferentes diamantes. Pero aquí está la parte más asombrosa: en el experimento de Delft, los diamantes se encontraban en diferentes edificios, a 1,3 kilómetros de distancia el uno del otro. Las mediciones se hicieron de forma tan rápida que no hubo ni tiempo para los electrones pudiesen comunicarse entre sí, ni siquiera con una señal viajando a la velocidad de la luz.

Esto pone en duda la teoría de «realismo local»: si las orientaciones de los electrones son reales, los electrones deben de haberse comunicado de alguna manera, y si se han comunicado, deben de haberlo hecho más rápido que la velocidad de la luz.

Es decir, que o Dios juega a los «dados» con el Universo, o los espines de los electrones pueden hablarse entre sí a una velocidad más rápida que la de la luz. Experimento

Para llevar a cabo el experimento se necesitaron decisiones totalmente impredecibles y extremadamente rápidas sobre cómo medir las orientaciones o espines de los electrones, explica la nota de prensa de ICFO, recogida por EurekAlert!

Si las medidas hubieran sido predecibles, los electrones podían haber acordado de antemano hacia dónde apuntar, simulando la existencia de comunicaciones cuando realmente no ha habido ninguna. Se trata de un resquicio experimental conocido con el nombre de «loophole» o laguna.

Para evitarlo, el equipo de Delft buscó ayuda en el ICFO, que tiene el equipo que genera los números aleatorios cuánticos más rápidos conocidos.

ICFO diseñó un par de «dados cuánticos» para el experimento: una versión especial de su tecnología que produjo un bit aleatorio extremadamente puro para cada medición realizada en el experimento de Delft.

Los bits se produjeron en unos 100 nanosegundos, el tiempo que tarda la luz en viajar únicamente 30 metros, y por tanto un tiempo insuficiente para que los electrones puedan comunicarse entre sí.

“Los dos laboratorios se separaron una distancia de 1,3 km, de tal manera que la información tardaría unos 400 microsegundos en llegar al otro laboratorio. En este tiempo deben realizarse todas las medidas, si no, el loophole de localidad no se cierra”, explica a Sinc Carlos Abellán, investigador del ICFO y coautor del estudio.

«Delft nos pidió ir más allá de la frontera de los dispositivos de última tecnología en generación de números aleatorios. Nunca antes un experimento ha requerido de números aleatorios tan buenos y en tan poco tiempo», añade.

Además, los científicos tenían que obtener una muestra estadísticamente significativa de correlaciones entre las partículas. Era imprescindible una ratio superior al 75% y se consiguió el 80%, con 245 ensayos exitosos.

Aplicaciones

La tecnología desarrollada para el experimento podrá aplicarse en seguridad de comunicaciones y en informática de alto rendimiento, señala Morgan Mitchell.

Abellán señala que el sector más beneficiado por el estudio es el de la criptografía cuántica: “En los últimos años se está avanzando para que la seguridad se pueda garantizar de manera totalmente independiente al equipamiento que se use. En otras palabras, si el espía que quisiera robar nuestra información fuera el fabricante de nuestro ordenador, no hay nada que este pudiera hacer para hackearnos”.

Precedente

Un experimento publicado este año en Nature Communications, de la Universidad Griffith (Australia), también mostró que la «acción fantasmal a distancia» es real.

Para ello, los investigadores dividieron un fotón entre dos laboratorios, para observar el entrelazamiento de una sola partícula, y demostraron que el colapso de la función de onda (variación abrupta del estado de un sistema después de haber obtenido una medida) es no-local, de modo que se puede detectar allá donde se detecte la partícula. Electrones conectados de forma 'fantasmal' a velocidades 'imposibles' Referencia bibliográfica:

B. Hensen, H. Bernien, A. E. Dréau, A. Reiserer, N. Kalb, M. S. Blok, J. Ruitenberg, R. F. L. Vermeulen, R. N. Schouten, C. Abellán, W. Amaya, V. Pruneri, M. W. Mitchell, M. Markham, D. J. Twitchen, D. Elkouss, S. Wehner, T. H. Taminiau, R. Hanson: Loophole-free Bell inequality violation using electron spins separated by 1.3 kilometres. Nature (2015). DOI: 10.1038/nature15759.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Una pequeña luna de Saturno parecida a la “Estrella de la Muerte” de Star Wars contiene un océano oculto 8 febrero, 2024
    Por debajo de la superficie repleta de cráteres de Mimas, una de las lunas más pequeñas de Saturno, se esconde un océano global de agua líquida de reciente formación. El satélite posee tan sólo unos 400 kilómetros de diámetro y presenta un notable parecido con la “Estrella de la Muerte”, una estación espacial imperial que […]
    Pablo Javier Piacente
  • Logran controlar un objeto virtual con la mente durante un sueño lúcido 8 febrero, 2024
    Un grupo de participantes en un nuevo estudio científico logró manejar un vehículo virtual a través de un avatar únicamente con su mente, mientras sus cerebros permanecían en la fase REM del sueño. Además de profundizar en los misterios de la consciencia humana, la innovación podría facilitar el acceso a nuevos desarrollos tecnológicos, como un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un proyecto global trabaja para crear de forma colaborativa un cerebro robótico general 8 febrero, 2024
    El auge de la inteligencia artificial generativa impulsa un proyecto global que trabaja para crear un cerebro robótico general, capaz de generar androides como los que hemos visto hasta ahora solo en la ciencia ficción. Pero es cuestión de tiempo que convivamos con ellos en perfecta armonía. Ya no es una utopía.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La IA está capacitada para resolver dilemas morales cuando conduce vehículos autónomos 8 febrero, 2024
    Los sistemas de IA muestran significativas similitudes éticas con las reacciones humanas ante dilemas morales, lo que los acreditan para conducir vehículos autónomos tal como lo harían las personas.
    Redacción T21
  • Los huracanes se están volviendo tan fuertes que ya no existen categorías para clasificarlos 7 febrero, 2024
    Cinco tormentas en la última década tuvieron velocidades de viento que pertenecen a una hipotética categoría 6 en la escala de huracanes Saffir-Simpson: el fenómeno obligaría a los científicos a crear una nueva clasificación, capaz de reflejar la virulencia de los huracanes en la actualidad. Las causas principales del fenómeno tienen su origen en el […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un asteroide habría explotado sobre la Antártida hace unos 2,5 millones de años 7 febrero, 2024
    Un asteroide se desintegró sobre el continente antártico hace aproximadamente 2,5 millones de años: la evidencia proviene de un análisis químico de más de 100 pequeños trozos de roca extraterrestre, que se han preservado dentro de las enormes capas de hielo. Hasta el momento, solo se conocen otros dos eventos de explosiones aéreas antiguas en […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean la primera niña de inteligencia artificial del mundo 7 febrero, 2024
    La primera niña IA del mundo ha sido creada por científicos chinos, que la han dotado de emociones e intelecto y de la capacidad de aprender de forma autónoma. Se comporta como si tuviera tres o cuatro años y representa un avance significativo para el campo de la inteligencia artificial general.
    Redacción T21
  • Oponerse a la regulación de los pesticidas no es la solución al problema de los agricultores 7 febrero, 2024
    Los agricultores que se movilizan en España y Europa se oponen con firmeza a las nuevas regulaciones europeas en materia de pesticidas, lo que representa una amenaza mayor para la salud pública que tener una central nuclear al lado de casa: estos químicos han costado miles de vidas y enfermos crónicos, al tiempo que han […]
    Eduardo Costas | Catedrático de la UCM y Académico de Farmacia
  • El arte existió antes del surgimiento de los humanos modernos 6 febrero, 2024
    Nuevas investigaciones sugieren que nuestros parientes humanos arcaicos, como los neandertales, ya contaban con las capacidades cognitivas para desarrollar arte: el hallazgo de ejemplos cada vez más antiguos de expresión artística en el registro arqueológico confirmaría esta hipótesis. Sin embargo, aún se discute si estas manifestaciones creativas pueden catalogarse como arte.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una nueva supertierra que podría ser un mundo habitable 6 febrero, 2024
    Un planeta extrasolar del tipo supertierra, denominado TOI-715 b y aproximadamente una vez y media más ancho que la Tierra, podría ser capaz de albergar vida: orbita dentro de la zona habitable de una enana roja, a escasa distancia de nuestro planeta. Además, podría estar acompañado de otro cuerpo planetario, con un tamaño casi idéntico al […]
    Pablo Javier Piacente