El entrelazamiento cuántico: el amor a escala subatómica
Cuando se habla sobre el amor y el romance, la gente suele pensar en conexiones invisibles y místicas.
La verdad es que existen este tipo de conexiones en el mundo subatómico, gracias a un fenómeno extraño y contrario a la intuición, que se conoce como entrelazamiento cuántico.
La idea básica del entrelazamiento cuántico es que dos partículas están íntimamente ligadas entre sí, aunque separadas por miles de millones de años luz; con lo cual, un cambio inducido en una de ellas afectará a la otra.
En 1964, el físico John Bell postuló que dichos cambios pueden ocurrir instantáneamente, incluso si las partículas están muy separadas. El Teorema de Bell es considerado como una idea importante en la física moderna, pero parece que tiene poco sentido. Después de todo, Albert Einstein había demostrado años antes, que la información no puede viajar más rápido que la velocidad de la luz.
De hecho, Einstein define el fenómeno de entrelazamiento como "una acción fantasmal a distancia".
En el último medio siglo, muchos investigadores han dirigido experimentos que tenían como objetivo poner a prueba el Teorema de Bell. Sin embargo, estos se han quedado cortos porque es muy difícil de diseñar y construir equipos con la sensibilidad y el rendimiento necesarios.
El año pasado, sin embargo, tres grupos de investigación diferentes fueron capaces de realizar pruebas de confirmación del teorema de Bell, y todos ellos encontraron el apoyo de la idea básica.
Uno de esos estudios fue dirigido por Krister Shalm, un físico con el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) en Boulder, Colorado.
Shalm y sus colegas utilizaron tiras metálicas especiales, enfriadas a temperaturas criogénicas, lo que las hace superconductoras, es decir, no tienen resistencia eléctrica. Un fotón golpea el metal y lo convierte de nuevo en un conductor eléctrico normal por una fracción de segundo, y los científicos puede ver que como eso sucede.
Esta técnica permite a los investigadores ver, en todo caso, las mediciones de un fotón afectado por otro fotón en un par entrelazado.
Los resultados, que fueron publicados en la revista Physical Review Letters, apoyan fuertemente teorema de Bell.
"Nuestro papel y los otros dos publicados el año pasado muestran que Bell tenía razón: cualquier modelo del mundo que contiene variables ocultas también ha de permitir partículas entrelazadas para influir entre sí a una distancia”, explica el co-autor Francesco Marsili, de Propulsión a Chorro de la NASA Laboratory (JPL) en Pasadena, California.
Hay ejemplos de aplicaciones prácticas a este trabajo. Los nanocables superconductores "detectores de fotón único" (SNSPDs) utilizados en el experimento del grupo Shalm, que fueron construidos en el NIST y el JPL, podrían ser utilizados en la criptografía y en las comunicaciones del espacio profundo, dijeron funcionarios de la NASA.
La misión de la Atmósfera Lunar de la NASA de Medio Ambiente Explorer (LADEE), que orbitó la luna de octubre 2013 a abril 2014, ayudó a demostrar algo de este potencial de las comunicaciones.
La demostración Lunar de comunicación por láser de LADEE utiliza componentes de la nave espacial y un receptor en tierra similar a SNSPDs. El experimento demostró que podría ser posible construir matrices de comunicaciones láser sensibles que permitieran ascender y descargar muchos más datos en sondas espaciales lejanas, dijeron funcionarios de la NASA.