Nobeles de Física y la Mecánica Cuántica
ESTE año los premios Nobel de Física han sido concedidos al francés Alain Aspect, al americano John Clauser y al austríaco Antón Zeilinger. Los dos primeros por demostrar experimentalmente uno de los principios de la Mecánica Cuántica y al tercero por desarrollar los llamados estados entrelazados de partículas para abrir los caminos de una nueva tecnología, la computación cuántica.
Uno de los principios más debatidos de la Mecánica Cuántica afirma que si medimos una propiedad del estado de una partícula nos puede dar diferentes valores, cada valor con una determinada probabilidad. No se trata de diferentes estados de la partícula sino es el mismo estado de la partícula que puede dar valores diferentes. Es el azar en el mismo individuo. La causalidad nos dice que dos cosas son iguales si se comportan frente a todo de la misma manera. Aquí, sin embargo, el mismo estado se comporta diferentemente respecto a la medida. Es por esa razón que dicho principio tuvo y tiene fuertes objeciones, sostenidas por ilustres físicos, entre los que se encontraba el mismo Einstein. Es famosa su exclamación: Dios no juega a los dados, contestada por el también eminente físico Niels Bohr: ¿Por qué Dios no puede jugar a los dados?
Para evitar la contradicción con la causalidad, algunos propusieron que existían unas variables ocultas de los estados de las partículas de tal manera que si al medir una propiedad en un estado se obtenían valores diferentes era porque la variable oculta poseía valores diferentes, aunque estos no podían observarse. En otras palabras, los estados serían realmente diferentes.
Para resolver la controversia, en 1964 John Bell, investigador del Centro Europeo de Investigación de Partículas Elementales (CERN) de Ginebra, propuso unas desigualdades entre las correlaciones que se dan entre dos de tres propiedades complementarias de un sistema. Por ejemplo, en un conjunto de personas si se observan las propiedades de la edad, color del pelo y género, se puede verificar que el número de mayores de 45 años que sean mujeres, más el número de mujeres rubias, es mayor que el de mayores de 45 años y rubios. La deducción es muy fácil y solo se tiene que asumir que cuando se calculan los números de dos de las propiedades existe la tercera.
La Mecánica Cuántica no cumple este tipo de desigualdades, como verificaron Aspect y Clauser estudiando experimentalmente un estado de dos fotones entrelazados, cada uno con el valor de una determinada propiedad (la tercera componente del spin) opuesta a la del otro y calculando correlaciones equivalentes a las que aparecen en la desigualdad de Bell. En el mundo de la microfísica, el azar ocurre en la individualidad.
Los estados entrelazados están en la raíz de la Computación Cuántica donde se necesitan entrelazar muchas partículas a lo que el tercer galardonado ha contribuido haciendo aportaciones fundamentales.