Hola que tal amigos....espero se encuentren muy bien, el día
de hoy les traigo una nueva entrada referente a un tema de la Mecánica Cuántica
que por muchos años....se trato mas de una cuestión filosófica que
física...este tema del cual les hablo lleva por nombre "ENTRELAZAMIENTO
CUÁNTICO" un concepto con el cual tanto Einstein , Podolsky y Rosen
trataban de explicar que la Mecánica Cuántica a pesar de tener una matemática
exquisita y ser una física impresionante lamentablemente al menos para ellos
esta estaba incompleta. Tuvieron que pasar algunos años para que se volviera a
retomar esta idea y comprobar finalmente si las ideas de estos 3 personajes eran
correctas.
En entrelazamiento es un fenómeno cuántico, sin equivalente
clásico, en el cual los estados cuánticos de dos o más objetos se deben
describir mediante un estado único que involucra a todos los objetos del
sistema, aún cuando los objetos estén separados grandes distancias. Esto lleva a
correlaciones entre las propiedades físicas observables. Por ejemplo, es
posible preparar (enlazar) dos partículas en un solo estado cuántico de espín
nulo, de forma que cuando se observe que una gira hacia arriba, la otra
automáticamente recibirá una "señal" y se mostrará como girando hacia
abajo, pese a la imposibilidad de predecir, según los postulados de la mecánica
cuántica, qué estado cuántico se observará.
En otras palabras el concepto de entrelazamiento cuántico
nos establece que en un sistema formado esencialmente por de partículas gemelas A y B (ambas con sus respectivos estados
cuanticos) estas se encuentran entrelazadas, de tal modo que cualquier medición
o cambio en la partícula A afectara el
estado cuántico de la partícula B el cual no existía previamente si no hasta el
cambio efectuado en A...de cierto modo no podríamos determinar con certeza el
estado cuantico de B hasta poder observarlo...para entender esto veamos el
siguiente ejemplo : Supongamos que A y B son electrones ambos con un
determinado spin...imaginemos que el
electrón A esta en la Ciudad de México...con su spin apuntando en dirección de
las manecillas del reloj y el electrón B se encuentra en la Luna...de este no
se concretamente como este orientado su spin puede estar...en la misma
dirección que el de A o diferente o en alguna otra posición
extraña...probablemente puede estar en estas 3 formas ,pero no se con seguridad
en cual por que en ese momento no existe el estado cuantico que me determine
eso es decir no puedo predecirlo . Lo que si se es que en cuanto observe el spin
A inmediatamente el spin de B cambiara por que asi lo establecen las leyes de la Mecanica
Cuantica ...el punto importante aquí es que vemos que existe una relación entre ambos
electrones a pesar de estar separados a distancias enormes .es decir uno con el
otro están entrelazados..esto para Einstein por su puesto era erróneo vamos a
ver por que.
DATOS HISTÓRICOS
Como nosotros sabemos la mecánica cuántica establece que es
imposible conocer, al mismo tiempo y con precisión, ciertos datos de una
partícula. Por ejemplo, o conocemos su velocidad o su posición, pero no ambas a
la vez. Otra extraña característica es que por el mero hecho de observar la
partícula, ésta toma cierta propiedades. Es decir, la partícula no tiene unas
características definidas justo antes de observarla, sino que las toma
precisamente porque la observamos. Y además, sus propiedades se definen al
azar, no están "programadas". Puede tomar unas u otras, y no podemos
predecir qué sucederá. Sólo podemos predecir la probabilidad de que algo suceda
o no.
Esto chocaba con el universo armónico y ordenado de
Einstein, donde "Dios no juega los dados" y el azar no existe.
Nuestra ignorancia hace que no podamos predecir qué sucederá. Por tanto, si la
teoría cuántica no ofrece respuestas, es porque está equivocada o incompleta.
El entrelazamiento cuántico fue en un principio planteado por sus autores
(Einstein, Podolsky y Rosen) como un argumento en contra de la mecánica
cuántica, en particular con vistas a probar su incompletitud puesto que se
puede demostrar que las correlaciones predichas por la mecánica cuántica son
inconsistentes con el principio del realismo local, que dice que cada partícula
debe tener un estado bien definido, sin que sea necesario hacer referencia a
otros sistemas distantes.
Basándose en ese concepto de del Realismo Local , Einstein y
compañía decidieron llevar acabo un experimento con el cual pretendían
comprobar su teoría..este experimento comúnmente se le conoce como
"EPR"(Einstein-Podolsky-Rosen) el cual consistía en considerar un
sistema formado por 2 partículas gemelas y medir al mismo tiempo velocidad y posición de una
partícula sin observarla directamente, para no contaminar el resultado.Si
medimos la velocidad de una, sabremos la de la otra, puesto que es la misma. No
influímos en el resultado, pues no hemos observado a la segunda partícula
directamente. Así conocemos la velocidad exacta de la segunda partícula.
Después medimos la posición en la segunda partícula y obtenemos la de la
primera sin necesidad de observarla, ya que ambas están equidistantes del punto
inicial en direcciones opuestas.
Si medimos la velocidad de una, sabremos la de la otra,
puesto que es la misma. No influímos en el resultado, pues no hemos observado a
la segunda partícula directamente. Así conocemos la velocidad exacta de la
segunda partícula. Después medimos la posición en la segunda partícula y
obtenemos la de la primera sin necesidad de observarla, ya que ambas están
equidistantes del punto inicial en direcciones opuestas. Los datos obtenidos
serán objetivos.
Esto entonces planteo un gran problema para ambos lados...ya
que era difícil con tan poderosos argumentos dar un ganador , es por ello que
por mucho tiempo esto se volvió algo filosófico asi como el dilema del huevo y
la gallina...tuvo que pasar algo de tiempo para que experimentalmente se
supiera quien estaba en lo correcto...bueno para ser exactos fue en los años 60
cuando el físico norirlandés John S. Bell cambio el panorama de esto y gracias
a sus ideas finalmente se pudo comprobar que la Mecánica Cuántica era la
ganadora en esta competición. Paro poder determinar esto se utilizo una maquina
que utilizo un par de fotones polarizados tanto horizontalmente como
verticalmente...se planteo el estado cuántico de ambos (en términos de su
dirección)...sin saber obviamente que cambio se presentaría en el segundo al
manipular el primero...el resultado fue bastante sorprendente pues al medir y
aplicar cierto cambio en el foton A así mismo cambio el estado cuántico (hay
que tomar en cuenta que el nuevo estado cuántico de B no se supo hasta después
de llevar acabo la medición por que este estado no existía previamente) B....En
otras palabras: lo que le ocurra a uno de los dos fotones influirá de forma
instantánea a lo que le ocurra al otro entonces estaban entrelazdos, dado que
sus distribuciones de probabilidad están indisolublemente ligadas con la
dinámica de ambas. Este hecho, que parece burlar el sentido común, ha sido
comprobado experimentalmente, e incluso se ha conseguido el entrelazamiento
triple, en el cual se entrelazan tres fotones.
John S. Bell |
Esto es el entrelazamiento cuántico o conexión cuántica. Dos
partículas que, en algún momento estuvieron unidas, siguen estando de algún
modo relacionadas. No importa la distancia entre ambas, aunque se hallen en
extremos opuestos del universo. La conexión entre ellas es
instantánea...relación que donde sea que se encuentre Einstein en este momento
a de seguir dudando.
Experimento de John S. Bell |
¿POR QUE ES IMPORTANTE EL ENTRALAZAMIENTO CUANTICO?
Hoy en día se buscan aplicaciones tecnológicas para esta
propiedad cuántica. Una de ellas es la llamada teleportación de estados
cuánticos, si bien parecen existir limitaciones importantes a lo que se puede
conseguir en principio con dichas técnicas, dado que la transmisión de
información parece ir ligada a la transmisión de energía (lo cual en
condiciones superlumínicas implicaría la violación de la causalidad
relativista).
Es preciso entender que la teleportación de estados
cuánticos está muy lejos de parecerse a cualquier concepto de teleportación que
se pueda extraer de laciencia ficción y fuentes similares. La teleportación
cuántica sería más bien un calco exacto transmitido instantáneamente (dentro de
las restricciones impuestas por el principio de relatividad especial) del
estado atómico o molecular de un grupo muy pequeño de átomos. Piénsese que si
las dificultades para obtener fuentes coherentes de materia leptónica son
grandes, aún lo serán más si se trata de obtener fuentes coherentes de muestras
macroscópicas de materia, no digamos ya un ser vivo o un chip con un estado
binario definido, por poner un ejemplo.
El entrelazamiento es la base de tecnologías en fase de
desarrollo, tales como la computación cuántican o la criptografía cuántica, y se ha utilizado
en experimentos de teleportación cuántica.
Bueno esto fue todo por hoy colegas espero les guste la
información y por favor no olvide comentar abajo les dejo un documental que habla mas a fondo de esto espero les agrade.....hasta la próxima.
“No es contrario a la física, simplemente es improbable”
Richard Phillips Feynman
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