Tendencias21

Nueva visión de los límites entre los sistemas clásicos y los cuánticos

La desigualdad de Bell es un teorema que se considera que sirve para distinguir los sistemas cuánticos de los clásicos. Sin embargo, un estudio de la Universidad de Rochester (EE.UU.) ha demostrado que lo único que diferencia es los sistemas entrelazados de los que no lo están, puesto que los sistemas clásicos también pueden tener entrelazamiento.

Nueva visión de los límites entre los sistemas clásicos y los cuánticos

La teoría cuántica es uno de los grandes logros de la ciencia del siglo XX, y sin embargo, los físicos han luchado para encontrar un límite claro entre nuestro mundo cotidiano y lo que Albert Einstein llamó las características «fantasmales» del mundo cuántico, incluyendo gatos que pueden estar a la vez vivos y muertos y fotones que pueden comunicarse entre sí instantáneamente a través del espacio.

Durante los últimos 60 años, la mejor guía para esa frontera ha sido un teorema llamado desigualdad de Bell, pero ahora un nuevo estudio muestra que la desigualdad de Bell no es el hito que se creía que era, lo que significa que a medida que el mundo de la computación cuántica trae la extrañeza cuántica más cerca de nuestra vida cotidiana, entendemos las fronteras de ese mundo peor de lo que creían los científicos.

En el nuevo estudio, publicado en la revista Optica, los investigadores de la Universidad de Rochester (Nueva York, EE.UU.) muestran que un rayo clásico de luz del que se esperaría que obedeciera a la desigualdad de Bell puede fallar en esta prueba de laboratorio, si el haz está adecuadamente preparado para tener una característica particular: el entrelazamiento.

No sólo la prueba de Bell no sirve para definir el límite, sino que los nuevos hallazgos no llevan los límites más profundamente en el reino cuántico, sino que hacen todo lo contrario: Muestran que algunas de las características del mundo real deben compartir un ingrediente clave del dominio cuántico.

Este ingrediente clave se denomina entrelazamiento, exactamente la característica de la física cuántica que Einstein etiquetaba como fantasmal. Según Joseph Eberly, profesor de física y uno de los autores del artículo, lo que parece ahora es que la prueba de Bell sólo distingue los sistemas que se enredan o entrelazan de los que no lo son. No distingue si son «clásicos» o cuánticos.

En el próximo artículo los investigadores explican cómo el entrelazamiento se puede encontrar en algo tan común como un rayo de luz.

Hacen falta dos

Eberly explica en la nota de prensa de la universidad que «se necesitan dos para enredar». Por ejemplo, piense en dos manos aplaudiendo a ritmo. De lo que puede estar seguro es de que cuando la mano derecha se mueve hacia la derecha, la mano izquierda se mueve hacia la izquierda, y viceversa.

Pero si se le pide que adivine sin escuchar o mirar si en algún momento la mano derecha se mueve hacia la derecha, o tal vez a la izquierda, no lo sabría. Pero a pesar de ello sabría que cualquier cosa que hiciera la mano derecha en ese momento, la mano izquierda estaría haciendo lo contrario. La capacidad de saber con certeza acerca de una propiedad común sin saber nada con certeza acerca de una propiedad individual es la esencia del entrelazamiento perfecto.

Eberly agrega que muchos piensan en el entrelazamiento como una característica cuántica porque «Schrodinger acuñó el término para referirse a su famoso escenario del gato.» Pero su experimento muestra que algunas de las características del mundo «real» deben compartir un ingrediente clave con el dominio del gato de Schrodinger: los enredos.

La existencia del enredo clásico se señaló en 1980, pero Eberly explica que no pareció un concepto muy interesante, por lo que no fue explorado. A diferencia de entrelazamiento cuántico, el enredo clásico ocurre dentro de un mismo sistema. El efecto es todo local: no hay acción a distancia, no hay «fantasmalidad».

Con este resultado, Eberly y sus colegas han demostrado experimentalmente «que la frontera no está donde se cree generalmente, y, además, que las desigualdades de Bell ya no deberían utilizarse para definir el límite» entre lo clásico y lo cuántico.

Referencia bibliográfica:

Xiao-Feng Qian, Bethany Little, John C. Howell, J. H. Eberly: Shifting the quantum-classical boundary: theory and experiment for statistically classical optical fields. Optica (2015). DOI: 10.1364/OPTICA.2.000611.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • La contaminación del aire aumenta la frecuencia de rayos y relámpagos 10 septiembre, 2024
    Un grupo de científicos analizó datos de más de 500.000 tormentas eléctricas en el transcurso de 12 años: descubrieron que tener partículas más finas en el aire, como aerosoles y otros contaminantes ligados a la actividad humana, está directamente relacionado con un mayor número de rayos y relámpagos. Además, incrementa en general la intensidad de […]
    Pablo Javier Piacente
  • La electricidad podría producir oro 10 septiembre, 2024
    Un nuevo estudio sugiere que la formación de pepitas de oro podría ser impulsada por un fenómeno eléctrico único: la piezoelectricidad es un proceso que resulta de la polarización eléctrica que ocurre dentro de sustancias, incluidos cristales como el cuarzo, cuando se colocan bajo tensión mecánica. Esto explicaría la formación de enormes pepitas de oro […]
    Pablo Javier Piacente
  • La IA es capaz de crear falsos recuerdos que se prolongan en el tiempo 10 septiembre, 2024
    La Inteligencia Artificial puede amplificar los falsos recuerdos, según estudio del MIT. Altera la memoria de los testigos de manera más pronunciada que los métodos tradicionales, lo que plantea preguntas fundamentales sobre la naturaleza de la memoria, la identidad y la realidad misma.
    Redacción T21
  • Los microbios más antiguos forjaron nuestro sistema inmunológico 9 septiembre, 2024
    Los microbios que surgieron hace miles de millones de años pueden haber hecho que nuestro sistema inmunológico evolucionara hasta su capacidad actual: una investigación ha comprobado que dos de nuestras defensas más importantes contra los virus han persistido desde antes del surgimiento de la vida compleja en la Tierra. Se trata de dos proteínas que desempeñan […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los mosquitos aprovechan el infrarrojo para elegir a sus víctimas humanas 9 septiembre, 2024
    Los mosquitos usan la detección infrarroja en sus antenas para rastrear a sus presas, según un nuevo estudio. Los investigadores hallaron que los insectos usan un sentido desconocido hasta hoy, basado en la identificación de señales en el rango infrarrojo (IR) del espectro electromagnético, para ubicar el mejor sitio para picar: el sistema natural presenta […]
    Pablo Javier Piacente
  • Una misión científica pionera estudiará los rasgos genéticos únicos de los indígenas latinoamericanos 9 septiembre, 2024
    Este mes comienza una misión científica internacional a la selva amazónica que colocará a Latinoamérica en el foco del mapa genómico mundial. Coliderada por el científico español Manuel Corpas, visitará comunidades indígenas remotas con el objetivo de explorar sus adaptaciones genéticas únicas y comprender cómo se pueden traducir en medicina de precisión.
    Alejandro Sacristán
  • Google usa la IA para controlar los semáforos de 12 grandes ciudades 8 septiembre, 2024
    Google ha puesto en marcha, de forma experimental, un proyecto que optimiza el tráfico y reduce la contaminación en 12 grandes ciudades, regulando el encendido y apagado de los semáforos aplicando la Inteligencia Artificial.
    Redacción T21
  • Descubren una nueva conexión entre el corazón y el cerebro 7 septiembre, 2024
    Los científicos han descubierto una conexión notable entre el corazón y el cerebro humanos, revelando distintas ventanas de tiempo diseñadas para la acción y la percepción. Los investigadores hallaron que existen momentos singulares en el ciclo cardíaco donde el cerebro se prepara para procesar información sensorial y luego actuar en consecuencia.
    Pablo Javier Piacente
  • Rastros de la atmósfera primitiva de la Tierra pueden estar ocultos en la Luna 6 septiembre, 2024
    Un breve campo magnético lunar, que habría existido durante menos de 140 millones de años, podría arrojar luz sobre los inicios de nuestro planeta. Además, un nuevo análisis de cristales individuales, en rocas recolectadas durante las misiones Apolo, también plantea la posibilidad de que el suelo lunar pueda contener rastros de la atmósfera primitiva de […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean una solución que hace transparente la piel de organismos vivos 6 septiembre, 2024
    Los científicos volvieron transparente la piel de ratones vivos aplicando una mezcla de agua y un colorante alimentario amarillo común, llamado tartrazina. El proceso permitió la observación directa de vasos sanguíneos y órganos internos, abriendo interesantes y nuevos caminos de investigación. Los investigadores remarcaron que la solución es biocompatible y que el proceso puede revertirse.
    Pablo Javier Piacente