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Otra prueba superada por la Mecánica Cuántica
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En un experimento reciente propuesto para ver si un tipo de teoría de variables ocultas está
detrás de la Mecánica Cuántica se ha podido comprobar que esto no es así y, por tanto, la
Mecánica Cuántica es la mejor teoría con la que contamos para describir el mundo
microscópico, a pesar de no ser realista ni local.
El experimento fue llevado a término por Anton Zeilinger y sus colaboradores de la
Universidad de Viena en Austria.
La teoría cuántica es probabilística, y los objetos sólo se pueden describir de manera borrosa,
incluso el concepto de partícula como punto elemental se difumina y termina siendo un ente
extenso. A veces incluso ocurre que parece como si no fuera lícito, en el mundo microscópico
de átomos, electrones o fotones de luz, plantear determinadas preguntas.
Esto molestaba sobremanera a Albert Einstein, que a pesar de explicar el efecto fotoeléctrico
con el uso de cuantos (y recibir el premio Nobel por ello) no pudo soportar el rumbo que
finalmente tomó la teoría y los resultados que proporcionaba ("Dios no juega a los dados").
Además, la teoría cuántica es no local y, bajo determinadas circunstancias, eventos que
suceden en un lugar pueden afectar a lo que ocurra en otro lugar situado a una distancia
arbitraria. Esta acción a distancia también molestaba a Einstein y sus seguidores.
Aunque no poder localizar un objeto en un punto con una determinada velocidad o determinar
su energía y el momento en la que se mide sonaba extraño, todas las pegas fueron ignoradas
porque el éxito de la teoría fue tan arrollador a la hora de predecir resultados en absolutamente
todos los experimentos que casi todo el mundo adoptó la nueva teoría. Por eso se llegó a
pensar que la Mecánica Cuántica era correcta, pero que no era la teoría definitiva. Ésta sería
una suerte de teoría estadística, una teoría incompleta, de una teoría más profunda y
desconocida basada en variables ocultas.
La famosa acción a distancia parecía ser un buen blanco para demostrar esto último.
Supongamos que se lanzan dos fotones en direcciones opuestas que esten entrelazados
cuánticamente en una superposición de estados de polarización, digamos que en estado "AB".
Esto significa que no sabemos si están en el estado "A" o en el estado "B" (sería el spin con
electrones) pero si medimos una de estas partículas y resulta que está en estado "A"
automáticamente el estado de la otra partícula queda determinado específicamente aunque se
encuentre a años luz de distancia. La idea de localidad desaparece porque el comportamiento
local debería de estar gobernado por eventos locales y en este caso no es así. Ésta es la famosa
paradoja EPR (por Einstein, Podolsky y Rosen). Hay que añadir que, a pesar de todo, no se
viola la causalidad relativista porque no se transmite información en el proceso.
En los sesenta el físico John Bell propuso una serie de desigualdades para comprobar si había
variables ocultas en el mundo microscópico. Si existiera un nivel de realidad aun por descubrir
debería de manifestarse en un experimento como el antes descrito al medir ciertas parámetros y
comprobar si se cumplen las desigualdades.
En los experimentos realizados en las décadas posteriores se pudo comprobar que las
desigualdades de Bell eran violadas y por tanto ese conjunto de variables ocultas no podía
existir. La Mecánica Cuántica resistió la prueba y por tanto debía de ser no realista o no local o
incluso ninguna de las dos.
Ahora Zeilinger y sus colaboradores de la Universidad de Viena han medido de nuevo este tipo
de propiedades en un experimento de polarización de fotones muy sofisticado para ver si la
Mecánica Cuántica obedece al realismo pero no a la localidad. Se trataba de comprobar si
sacrificando sólo la localidad se puede tener al menos una teoría realista. En 2003 Anthony
Leggett propuso otro conjunto de desigualdades que darían cuenta de modelos de variables
ocultas diferentes que los considerados por Bell.
El resultado obtenido por Zeilinger dice que, al igual que las desigualdades de Bell, las de
Leggett tampoco se cumplen y son violadas. Esto no elimina todos modelos realistas no
locales, pero desecha un subconjunto muy grande de ellos. Específicamente muestra que si
usted tiene un grupo de fotones que tiene polarizaciones independientes no se puede asignar
una polarización específica a cada uno. Sería como ir a un concesionario de coches y
saber que los hay rojos, azules, negros y blancos pero que fuera imposible decir el color de
cada uno. Una vez comprado un auto determinado y sentados al volante entonces adquiriría un
color específico. El experimento dice que incluso renunciar al concepto de localidad no es
suficiente para obtener una descripción más completa del mundo microscópico que el que la
Mecánica Cuántica proporciona.
El ultramicroscópico mundo mecánico cuántico parece que todavía seguirá siendo igual de
mágico que hasta ahora.
Fuente: Neofronteras. Aportado por Francisco Costantini
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Neofronteras