Honestamente no se por que sigo posteando sobre mecánica cuántica... Tal vez debería empezar a subir post con más click bait potencial... ¿Qué tal, "¿Por qué te debería importar la guerra en Syria?" o "7 maneras científicas para complacer mejor a tu pareja"?
Seguro que eso tendría más visitas... ¿Sera que en verdad soy masoquista? :/
Einstein y La Ironía
Son los 1930 y un Albertein Einstein estaba seriamente preocupado. Su más preciada creación, la relatividad, estaba apunto de ser violada por un maleante que se hace llamar Mecanica Cuantica, el hombre no se quedo de brazos cruzados y partio en la busqueda por salvar a la doncella y vencer al tirano... desafortunadamente le salió el tiro por la culata y termino ayudando a su adversario.
Si bien me encantaría que alguien me enviara una imagen editada de Albert Eintein en un caballo con una espada y un escudo peleando contra un dragon cuántico, este post tiene otro fin, explicar que es el Entrelazamiento Cuántico y por qué la relatividad sigue teniendo credibilidad.
Distancia
El Entrelazamiento Cuántico tiene una definición simple, permite que una particula influya en el estado de otra sin importar la distancia que haya entre ellas. Nuestro caballero en el corcel blanco llamo a esto Acción Fantasmal a Distancia, lo cual suena como la definición de sexo fantasmal en una casa embrujada pero ese es otro tema.
Imagina una pareja de recién casados. Si uno hace algo, la otra (o el otro, aquí no se juzga donde metes tu pepinillo) también lo hace. Si ella dice que quiere ir a comer fuera, él no puede quedarse en casa jugando videojuegos y comiendo Oreos, no importa cuanto quiera hacerlo.
Ahora cambia la pareja de casados por partículas y tenemos acción fantasmal a distancia. Si 2 partículas se quieren mucho mucho mucho (o si una tiene mucho dinero tos tos) se entrelazan. Está relación no cambia, no importa que tan alejados esten unos del otro. Igual que con nuestro matrimonio imaginario, si él está en Japon y ella en Buenos Aires, siguen casados.
A las particulas entrelazadas no les importa la distancia que esten una de la otra.
Estado
Imagina que tu mejor amigo te juega una broma y te dice que tiene 2 helados, uno agrio y otro dulce, te dice que puedes elegir cualquiera pero no te dice cual es cual. Para tí, ambos helados son dulces y agrios al mismo tiempo, solo podrás saber cual es cual hasta que lo pruebes. Esto se le llama Superposición. Así ocurre con las particulas elementales, no puedes saber sus propiedades hasta que las midas, y una vez que las mides, se quedan así.
Seguro habrás oido sobre el pintoresco Gato de Schrödinger, ese hermoso experimento donde metes un gato en una caja cerrada con una trampa de veneno. No sabes si está muerto o vivo hasta que abres la caja, haciendo que el gato este vivo y muerto al mismo tiempo.
Regresando al tema, la superposición de las particulas es algo muy importante a la hora de medir particulas entrelazadas, ya que a diferencia de medir la velocidad de un carro o los kilos que te subieron esas Oreos, medir cosas en el mundo cuántico hace que estas cambien.
Medición y Spin
Para entender por que la mecanica cuantica tenía a la relatividad de Einstein en la mira, tenemos que entender lo que es el Spin. El Spin es una propiedad de las particulas, dependiendo de que particula estemos hablando, tienen "Spins" distintos.
Se llama spin (girar en Ingles) pero no es porque las particulas esten girando, es solo que tienen un momento angular y una direccion, así que bueno... se quedó así. Las cosas tienen un peso, un volumen y una velocidad, estas son propiedades faciles de imaginar pero esto no ocurre con el spin, estamos hablando de mecanica cuantica aquí, ¿cómo algo puede no ser abstracto?
Piensa en ello como las manzanas y los melones son frutas pero no las mismas frutas, ambos tienen color pero no son del mismo color, y sólo porque 2 frutas sean manzanas, no significa que sean exactamente del mismo rojo. Siguiendo esta logica, pueden haber 2 particulas elementales que son del mismo tipo (ej,electrón) donde ambas tienen spins opuestos.
Al igual que otras propiedades de las particulas, el spin también es afectado por su superposición, esto implica que no puedes saber el spin de una particula hasta que la midas.
Puedes imaginar la medicion de los spin de la siguiente manera, hay solo 2 resultados posibles, positivo (+) o negativo (-). Decides en que angulo colocas tu medidor, y haces que las particulas pasen por allí. Cuando pasen, las particulas ya no estaran en una superposición, ya podrás ver si son positivos (+) o negativos (-). En el caso de particulas entrelazadas, cuando una te da positiva (+), la otra siempre te dara negativa (-) y viceversa.
Las reglas están para romperse, ¿no?
"Todo muy bonito e interesante, ¿pero que tiene que ver con Einstein y su Quest por salvar a la doncella?"
¡Muy simple mi querido Watson!, piensa en esto, ¿que ocurre si te llevas una particula a Madrid y yo me llevo su contraparte a Sidney, tú mides la tuya y te da positivo (+)... no sabrias inmediatamente que la mia tendria negativo (-)?
Si aún no captas la paradoja, la palabra clave es "inmediatamente", no dije muy rapido ni tampoco te di una velocidad.
Antes de que corras a tu proveedora de servicios de internet con una idea multimillonaria para que puedas empezar a ver peliculas en 20k, tienes que saber que esto no es tan sencillo.
Esto es una paradoja, especificamente es un experimento mental que Einstein presentó en 1935 en un intento de probar que la mecanica cuantica era una teoría incompleta... pero termino dandole pie a otros cientificos para que inspeccionaran con lupa su teoría de la relatividad, especificamente esa pequeña parte que dice que nada puede viajar más rapido que la velocidad de la luz.
Unas decadas más tardes John S. Bell resuelve este problema con un experimento simplemente increible.
Recapitulemos, existen 2 helados y ambos están en superposición y entrelazados. Ambos son agrios y dulces a la vez, y solo con probarlos podemos saberlo. Y, cuando probamos uno, el otro inmediatamente será su opuesto.
Ahora veamos las explicaciones de ambos bandos:
Los relativistas (Einstein y compañía) pensaban que las particulas ya tenian un plan, que incluso antes de medirlas, ellas ya habían llegado a un acuerdo sobre que sabor iban a ser. Por eso no importaba la distancia, ellas no se enviaban información, solo que ya tenian un plan.
La mecánica cuántica decia que eso eran puras patrañas y que Einstein se fumó uno bien fuerte, todo el mundo sabe que los helados no hablan.
Entonces, el experimento de Bell tenía este objetivo: descubrir si había algo en juego que no entendiamos o si los helados pueden hablar entre sí y formar el supuesto plan. En otras palabras, ver si los fisicos cuanticos tenian razon o si Einstein tenia razon.
Bell jugo con las probabilidades que habian al medir el spin de particulas. Ya que al medir el spin de una particula tienes que decidir en que angulo lo haras, el coloco dos medidores que cambiaran sus angulos al azar, esto con la intención de "engañar" a las particulas que ya habian decidido con anticipación su spin. ¿Los resultados? Contundentes, ya que las particulas podian "planear" en que dirección estar, pero si cambias el angulo de la medición, esto pondría de cabeza los resultados.
¿La conclusión del experimento? Los helados, digo, las particulas, no deciden con anterioridad que Spin tendrán, es tal cual como dice la definición de superposición, tiene todos los spins y a la vez ninguno, solo cuando las medimos ellas cobran un spin especifico.
Entonces, ¿si podemos viajar más rapido que la luz? Bueno, no. Es cierto que esta interacción entre dos particulas es más rapida que la luz, pero la regla es que ni información ni materia puede viajar más rapido que la luz, no estás enviando ninguna de las dos al medir el spin de una particula. Claro, si logras descubrir una manera de comunicarte de esta manera, te invito a que contactes al premio nobel, tienen un millon de dolares esperando por ti.
¿Esto significa que Einstein rescato a su doncella en peligro?... ¿Tecnicamente sí? No era que la teoria de la relatividad estuviera erronea, solo que Einstein lo vio de la manera equivocada, aún no se ha roto su regla dorada de la luz.
Así que lamento decepcionarte, Einstein sigue teniendo la razón, aún no podemos ganarle la carrera a la luz
Creo que colocar todos los links en uno solo es más practico:imágenes/fuentes