Juntos pero no enmarañados: ¿supersexo cuántico? (3ª parte)

El argumento empleado por Einstein partía del concepto de localidad. Así, el bueno de Albert pensaba que el hecho mismo de medir el estado de una de las dos partículas entrelazadas no podía afectar a la otra, al menos de manera instantánea. La razón era el carácter finito de la velocidad de la luz. En efecto, supongamos que ambas partículas se encuentran separadas por cien años luz de distancia y efectuamos una medida del estado cuántico de una de ellas. Según la física relativista, ninguna información se puede transmitir a la otra en un tiempo inferior a cien años. De hecho, fue el mismo Albert Einstein, en compañía de Boris Podolsky y Nathan Rosen quienes idearon un experimento mental que pretendía poner en duda el carácter indeterminista y no local de la mecánica cuántica. Dicho experimento ha pasado a la historia de la física bajo el nombre de argumento o paradoja EPR (según las iniciales de los apellidos de los tres autores).

Lo que molestaba a Einstein era que las propiedades cuánticas de las partículas fuesen indeterminadas hasta el mismo instante en que se llevaba a cabo el proceso de medida de su estado, permaneciendo hasta entonces en una especie de estado aleatorio completamente indeterminado. Einstein, Podolsky y Rosen defendían la teoría de variables ocultas local, donde la expresión "variable oculta" indica que, a pesar de que todas las cantidades que pueden medirse poseen valores definidos, las personas que realizan el experimento no conocen éstos; por su parte, el adjetivo local nos indica que tanto las medidas como las interacciones en un determinado punto del espacio solamente son capaces de afectar de forma instantánea a cosas que se encuentren en el entorno inmediato de dicho punto.

¿Cómo era posible que dos partículas entrelazadas se influyeran de forma inmediata fuese cual fuese la distancia que las separaba? La explicación EPR era muy sencilla: simplemente, la mecánica cuántica era una teoría incompleta; debían de existir forzosamente variables ocultas que no se conocían y que constituirían los ladrillos que faltaban en el muro cuántico.

Sin embargo, la teoría cuántica, con su defensor más acérrimo al frente, nada menos que Niels Bohr, saldría airosa, como en tantas otras ocasiones, de los desafíos impuestos una y otra vez por Albert Einstein. Pero sería el decisivo trabajo de John Bell el que pondría en jaque los argumentos del genio de Ulm. Bell enunciaría un famoso teorema en el que dedujo una serie de desigualdades. En el caso de que éstas no se cumpliesen la mecánica cuántica sería correcta; en caso contrario, Einstein y la teoría de variables ocultas local saldría triunfante. Todos los experimentos llevados a cabo en los años posteriores al enunciado del teorema de Bell (Clauser, Horne, Shimony, Holt) han llegado siempre a la misma conclusión: la mecánica cuántica es el modelo correcto de la naturaleza y su carácter es no local.

Uno de los experimentos más famosos fue el llevado a cabo por Alain Aspect, que demostró que cualquier señal transmitida entre las dos partículas entrelazadas empleadas debería haber viajado a una velocidad mayor que la de la luz para que éstas se hubiesen "comunicado". Aún más lejos iría Nicolas Gisin, en los años 1990, al emplear fibras ópticas con un recorrido superior a los 10 km (desde entonces su experimento se conoce como "el de los 10 km"). El montaje experimental era tal que la información transmitida entre los dos fotones entrelazados tendría que haber superado la velocidad de la luz en un factor de casi 10 millones. Incluso el entrelazamiento triple, con tres partículas, como el que realizaron Horne, Greenberger y Zeilinger, le ha dado la razón a la no localidad de la mecánica cuántica.

Pero volvamos, una vez más, a nuestra pareja de superhéroes entrelazados. Una vez que han herido a Hancock y se encuentra hospitalizado, Mary le desvela que sus superpoderes se debilitan a causa de la proximidad entre ellos. Es más, cuando Hancock es atacado por un peligroso delincuente que le había jurado venganza, éste acaba hiriendo mortalmente a Mary. A partir de este momento, todos los golpes y el dolor que Hancock experimenta, es igualmente sentido de forma instantánea por Mary y viceversa. ¿Cuál es entonces la solución adoptada por aquél? Nada menos que alejarse lo más posible de su compañera. Cuanto mayor es la distancia de por medio, tanto menor es la influencia del dolor sentido por uno sobre el del otro. ¿Qué está ocurriendo? ¿Están ambos entrelazados cuánticamente o no? ¿No acabamos de ver en los párrafos anteriores que la distancia entre las partículas entrelazadas no tiene absolutamente ninguna influencia sobre el estado cuántico de una de ellas cuando se efectúa una medida sobre el estado de la otra?

Lo cierto es que la única explicación que se me ocurre tiene que ver con la propia naturaleza del estado entrelazado. Por un lado, aunque algunos átomos, al ser excitados, emiten pares o incluso tríos de fotones que están entrelazados, nadie entiende demasiado bien por qué se produce el fenómeno; sabemos que existe pero no la razón de su existencia. Por otro lado, lograr entrelazar un par de partículas resulta extraordinariamente complicado (en ocasiones se han llegado a requerir hasta 45 millones de intentos antes de alcanzar el éxito) y cuando ya se ha conseguido, mantenerlo se hace igualmente difícil, destruyéndose el efecto con relativa facilidad. Quizá Hancock posea el secreto para llevarlo a cabo a voluntad...

Fuentes:

Entrelazamiento: el mayor misterio de la física. Amir D. Aczel. Crítica. 2008.

Conversaciones de física con mi perro. Chad Orzel. Ariel. 2010.

Cómo clonar a la rubia perfecta: una crónica de la ciencia a principios del siglo XXI. Nowtilus. 2005.