Einstein erró: "O Dios juega a los dados o hay algo que viaja más rápido que la luz"
Científicos de la Universidad de Delft, con la colaboración del ICFO, refutan la teoría del 'realismo local' del físico alemán
Recreación artística del experimento llevado a cabo por investigadores de la Universidad de Tecnología de Delft ICFO
Un experimento llevado a cabo por científicos de la Universidad de Tecnología de Delft, en Holanda, ha puesto en entredicho el principio de ‘realismo local’ de Albert Einstein. La teoría del afamado físico alemán, basada en dos axiomas, defiende, en primer lugar, que no hay nada que pueda viajar más rápido que la velocidad de la luz; y en segundo lugar, que el Universo no permite eventos aleatorios, que no hay espacio para el azar en él (una idea que Einstein plasmó en la famosa frase “Dios no juega a los dados”).
Pues bien, estos investigadores, gracias a un ‘dado cuántico’ desarrollado por el ICFO (Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona), han podido demostrar que “posiblemente una de estas dos ideas, o incluso las dos, sea falsa”, explica a LaVanguardia.com Morgan W. Mitchell, profesor ICREA y uno de los científicos, junto a Carlos Abellán, Waldimar Amaya y Valerio Pruneri, que ha participado en el desarrollo del revolucionario ‘dado’.
Las leyes de la Física, hasta la llegada de la Física Cuántica, siempre han tenido la concepción de un Universo regido por un orden preestablecido, “y Einstein tenía también esta perspectiva filosófica”, recuerda Mitchell.
El experimento llevado a cabo en Delft, publicado en Nature online, consistió en ‘entrelazar’ (‘acoplar’) dos electrones, atrapados en el interior de dos cristales de diamante distintos, para después medir la orientación de su espín (o giro). En teoría cuántica, la propiedad de entrelazado es muy poderosa, a la vez que misteriosa, y sirve para ‘poner de acuerdo’ a las partículas.
Al medir los electrones en el experimento de Delft, se observó que dichas partículas aparecían orientadas de forma aleatoria. Sin embargo, ambas parecían entenderse muy bien. Tan bien que, de hecho, era imposible que hubieran tenido orientaciones preestablecidas o preexistentes, tal y como defiende la teoría de ‘realismo local’ de Einstein.
Este entendimiento sólo es factible si los electrones se comunican entre sí, algo muy sorprendente porque estamos hablando de electrones atrapados en diferentes diamantes. Y no sólo eso (y ahí radica la parte más sorprendente), y es que dichos diamantes se encontraban, además, en diferentes edificios, a 1,3 km de distancia el uno del otro.
Las medidas se hicieron de forma tan rápida que no hubo tiempo de que los electrones pudieran comunicarse entre sí, ni tan sólo a través de una señal que hubiera viajado a la velocidad de la luz. Esto pone en duda la teoría del ‘realismo local’: si las orientaciones de electrones son reales, éstos han tenido que comunicarse de alguna modo; y si se comunicaron, tuvieron que hacerlo a una velocidad superior a la de la luz. No hay otra salida. En consecuencia, o Dios juega a los dados en el Universo, o los espins de los electrones pueden hablarse entre sí a una velocidad mayor de la que viaja la luz.
Para llevar a cabo este test, los investigadores de Delft utilizaron el ‘dado cuántico’ ideado en el ICFO. “Se trata de un sistema que genera un número aleatorio de manera muy rápida. Un número el valor del cual no se puede predecir”, apunta Mitchell. “Coincide con la idea del dado lanzado al aire, no se puede predecir el número que saldrá”.
Si las medidas hubieran sido previsibles, los electrones hubieran podido acordar, con anterioridad, hacia dónde apuntar, simulando la existencia de comunicaciones que realmente no existieron, un vacío a nivel experimental conocido con el nombre de ‘Loophole’. Para resolver este vacío, los investigadores de Delft buscaron la ayuda de los científicos del ICFO, que tienen el récord de haber desarrollado, hasta la fecha, el equipo que genera los números aleatorios más rápidos.
El ICFO diseñó un par de ‘dados cuánticos’ para el experimento: una versión especial de su tecnología patentada de generación de números aleatorios, incluyendo electrónica "de extracción aleatoria" extremadamente rápida. Éstos produjeron un bit aleatorio extremadamente puro por cada medida realizada en el experimento de Delft.
Los bits se produjeron en unos 100 nanosegundos, el tiempo que tarda la luz en viajar únicamente 30 metros y en consecuencia, un tiempo insuficiente para que los electrones pudieran comunicarse entre sí.
"Delft nos pidió ir más allá de la frontera de los dispositivos de última generación en números aleatorios. Nunca antes un experimento ha requerido de números aleatorios tan buenos y en tan poco tiempo", esgrime Carlos Abellán, estudiante de doctorado del ICFO y coautor del estudio de Delft.
Con la ayuda de los generadores de números aleatorios cuánticos del ICFO, el experimento de Delft ha refutado de forma casi perfecta la visión del mundo de Einstein, en la que "nada viaja más rápido que la luz" y "Dios no juega a los dados". Al menos una de estas afirmaciones tiene que ser falsa, y en consecuencia las leyes que rigen el Universo podrían estar regidas por el azar.
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