Enredo cuántico en física

El entrelazamiento cuántico es uno de los principios centrales de la física cuántica, aunque también es muy mal entendido. En resumen, el entrelazamiento cuántico significa que múltiples partículas están unidas entre sí de tal manera que la medición del estado cuántico de una partícula determina los posibles estados cuánticos de las otras partículas. Esta conexión no depende de la ubicación de las partículas en el espacio. Incluso si separa las partículas enredadas por miles de millones de millas, cambiar una partícula inducirá un cambio en la otra. Aunque el enredo cuántico parece transmitir información instantáneamente, en realidad no viola la velocidad clásica de la luz porque no hay "movimiento" a través del espacio.

El ejemplo clásico de entrelazamiento cuántico

El ejemplo clásico de enredo cuántico se llama la paradoja EPR. En una versión simplificada de este caso, considere una partícula con espín cuántico 0 que se descompone en dos nuevas partículas, Partícula A y Partícula B. La Partícula A y la Partícula B se dirigen en direcciones opuestas. Sin embargo, la partícula original tenía un giro cuántico de 0. Cada una de las nuevas partículas tiene un giro cuántico de 1/2, pero debido a que tienen que sumar hasta 0, una es +1/2 y la otra es -1/2..

Esta relación significa que las dos partículas están enredadas. Cuando mide el giro de la Partícula A, esa medición tiene un impacto en los posibles resultados que podría obtener al medir el giro de la Partícula B. Y esto no es solo una predicción teórica interesante, sino que se ha verificado experimentalmente a través de pruebas del Teorema de Bell.

Una cosa importante para recordar es que en física cuántica, la incertidumbre original sobre el estado cuántico de la partícula no es solo una falta de conocimiento. Una propiedad fundamental de la teoría cuántica es que antes del acto de medición, la partícula realmente no tiene un estado definido, pero está en una superposición de todos los estados posibles. Esto se modela mejor con el clásico experimento de pensamiento de física cuántica, El gato de Schroedinger, donde un enfoque de mecánica cuántica da como resultado un gato no observado que está vivo y muerto simultáneamente.

La función de onda del universo

Una forma de interpretar las cosas es considerar todo el universo como una sola función de onda. En esta representación, esta "función de onda del universo" contendría un término que define el estado cuántico de todas y cada una de las partículas. Es este enfoque el que deja abierta la puerta a las afirmaciones de que "todo está conectado", que a menudo se manipula (ya sea intencionalmente o mediante una confusión honesta) para terminar con cosas como los errores físicos en El secreto.

Aunque esta interpretación significa que el estado cuántico de cada partícula en el universo afecta la función de onda de todas las demás partículas, lo hace de una manera que es solo matemática. Realmente no hay ningún tipo de experimento que pueda, incluso en principio, descubrir el efecto en un lugar que aparece en otro lugar.

Aplicaciones prácticas del enredo cuántico

Aunque el entrelazamiento cuántico parece una extraña ciencia ficción, ya existen aplicaciones prácticas del concepto. Se está utilizando para comunicaciones de espacio profundo y criptografía. Por ejemplo, el Explorador de polvo y medio ambiente de la atmósfera lunar de la NASA (LADEE) demostró cómo se podría usar el enredo cuántico para cargar y descargar información entre la nave espacial y un receptor terrestre.

Editado por Anne Marie Helmenstine, Ph.D.