Experimento gigante revela que la “acción fantasmal a distancia” es real

Hace poco, el mayor experimento en su tipo jamás realizado confirmó el fenómeno conocido como “acción fantasmal a distancia”, una extraña propiedad de las partículas entrelazadas que generó duda incluso en una mente tan brillante como la de Einstein. Se requirió, nada más y nada menos, que 12 equipos de físicos en 10 países, más de 100 mil jugadores voluntarios y alrededor de 97 millones de unidades de datos, todas generadas de forma manual y aleatoria, para llegar a la conclusión final.

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El mote propuesto por Einstein de “acción fantasmal a distancia” hace referencia a la continua interacción entre fotones distantes entre sí. Este fenómeno se hace posible gracias al entrelazamiento o enmarañamiento cuántico de estas partículas – al entrelazarse, cualquier variación que experimenta una termina influyendo de forma inmediata sobre la otra. Sin embargo, al genio no le agradaba esta posibilidad y pretendía echar abajo la teoría.

 

El realismo local.

El 30 de noviembre de 2016, mediante un juego en línea, se generó la totalidad de datos utilizados para el estudio en forma de millones de bits o dígitos binarios, la unidad de datos elemental con la que funciona una computadora.

Con estos bits generados de forma aleatoria, los físicos llevaron a cabo la “Gran prueba de Bell”, demostrando que las partículas entrelazadas, de alguna forma, pueden intercambiar información a una velocidad superior a la de la luz, y que aparentemente estas partículas “eligen” sus estados al momento que son medidas.

Este hallazgo va contra la descripción de Einstein de un estado referido como “realismo local”. “Demostramos que la visión de la realidad de Einstein sobre el realismo local, donde las cosas presentan propiedades, se les observe o no, y donde ninguna influencia se transmite a una velocidad superior a la de la luz, no puede ser verdad. Al menos uno de estos factores debe ser falso”, apunta Morgan Mitchell, profesor de óptica en el Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona y uno de los autores del estudio.

Esto nos enfrenta a dos posibilidades intrigantes: o las observaciones que hacemos de la realidad realmente la influyen, o las partículas se comunican entre sí de alguna forma que no podemos ver o influenciar. Mitchell sugiere que talvez sucedan los dos escenarios.

 

Las pruebas de Bell.

La plausibilidad del realismo local ha venido poniéndose a prueba desde la década de 1970 a través de experimentos llamados “prueba de Bell”, cuyo pionero fue el físico irlandés John Bell.

Para llevar a cabo dichas pruebas, se hacen comparaciones de mediciones elegidas aleatoriamente, como la polarización de dos partículas (en este caso los fotones) entrelazadas que existen en distintas ubicaciones. Si uno de los fotones estuviera polarizado en determinada dirección, el otro presentaría una dirección diferente sólo durante determinada cantidad de tiempo.

Cuando el número de veces en que las mediciones de partículas se reflejan entre sí – es decir, se ubican en la misma dirección – supera este umbral, independientemente de la naturaleza de las partículas o de la cantidad de mediciones realizadas, todo apunta a que “eligen” su estado apenas en el momento exacto que se realiza la medición. Esto implicaría que existe un vínculo instantáneo entre partículas, y es lo que llamamos “acción fantasmal a distancia”.

Cuando se sincronizan las respuestas se genera una contradicción entre la noción de una existencia auténticamente independiente, el pilar del principio de realismo local sobre el que están basadas las reglas de la mecánica clásica.

 

El mundo clásico tal vez no sea fantasmagórico, pero el cuántico lo es.

Ocasionalmente, las pruebas de Bell revelan que las partículas enmarañadas arrojan estados correlacionados que sobrepasan el umbral. Así pues, la realidad sería fantasmal, aunque Einstein se mostrara reacio a la idea.

Sin embargo, en las pruebas de Bell es un requisito que la elección de aquello que se va a medir se haga de forma auténticamente aleatoria. Se trata de un estado muy difícil de conseguir, pues factores ajenos e invisibles pueden terminar influyendo en la selección de los investigadores. Incluso la generación de datos aleatorios en computadora no es realmente aleatoria.

Esto produce un sesgo en las pruebas de Bell conocido como “brecha de la libertad de elección”: la posibilidad de que “variables ocultas” influyan sobre las configuraciones utilizadas para los experimentos. Si estas mediciones no son auténticamente aleatorias, las pruebas de Bell no sirven para descartar definitivamente el realismo local.

Energia

Superando obstáculos.

Para llevar a cabo el estudio, el objetivo de los investigadores era recolectar una enorme cantidad de datos producidos por seres humanos, para tener certeza absoluta de que incorporaban una auténtica aleatoriedad a los cálculos.

Así fue que se llevó a cabo la prueba más extensa de realidad local, posibilitando que los investigadores llegaran a una conclusión más satisfactoria. El experimento, apodado “Gran prueba de Bell”, contó con la participación de jugadores en una plataforma en línea donde se pulsaban rápida y repetidamente dos botones en una pantalla, generando valores de 1 y 0 respectivamente. Estas elecciones aleatorias fueron enviadas a laboratorios de cinco continentes, donde sirvieron para elegir configuraciones de medición que tendrían como finalidad comparar partículas entrelazadas.

En cada uno de estos laboratorios se llevaron a cabo diversos experimentos, empleando diferentes partículas (grupos de átomos, átomos individuales, fotones y dispositivos superconductores) obteniendo como resultado una “fuerte discordancia con el realismo local” en una variedad de pruebas.

El libre albedrío.

A través de estos experimentos también se demostró un parecido intrigante entre partículas cuánticas y seres humanos, en el ámbito de la aleatoriedad y el libre albedrío.

Si las mediciones hechas a partir de las elecciones humanas fueran auténticamente aleatorias – y no influenciadas por las propias partículas, se concluye que tanto el comportamiento de los humanos y de las partículas es aleatorio.

El artículo sobre este estudio ha sido publicado en la revista Nature.

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