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Entrelazamiento Cuántico

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Por Martín Orlando Gil C., Medellín, Colombia

Breve reseña historica:
Luego de haberse establecido la primera versión de la mecánica cuántica, Werner Heisenberg propone el denominado principio de indeterminación de Heisenberg, que describe cuantitativamente la limitación de la exactitud con que pueden medirse simultáneamente variables conjugadas tales como posición y cantidad de movimiento, o bien energía y tiempo.
Lo sorprendente del caso es que esta imposibilidad no se relaciona con la aptitud del hombre para realizar mediciones, sino que sería una indeterminación inherente a la propia realidad física.
En la década de 1920 comienzan las discusiones sobre Mecánica Cuántica entre Albert Einstein y Niels Böhr. El primero supone que, subyacente a las probabilidades que aparecen en las ecuaciones de la mecánica cuántica, existen variables subcuánticas, o variables ocultas, que permitirán, alguna vez, establecer una descripción determinista del mundo cuántico ya que la información no podía viajar más rápido que la luz. Por el contrario, Böhr estimaba que las probabilidades eran el aspecto predominante del último peldaño de la escala atómica.
En 1932 aparece una publicación de John von Neumann en la que demuestra, a nivel teórico, la imposibilidad de que existan variables ocultas como sustento del mundo atómico.
En 1935 Einstein, Podolsky y Rosen publican un artículo de que sería luego conocido como la paradoja EPR en el cual se pretende demostrar que el principio de indeterminación de Heisenberg presenta excepciones en su aplicación. Se supone que si tenemos dos partículas que se dispersan luego de una colisión y viajan en direcciones opuestas, podremos hacer mediciones en una de ellas y así, indirectamente, podremos tener información de la otra sin realizar sobre ella ninguna medición.
Se supone que existe la propiedad de la localidad, en el sentido de que algo que ocurre en un lugar no debería afectar a cualquier cosa que suceda en un lugar lejano, a no ser que se envíe una señal de un lugar a otro (como máximo a la velocidad de la luz) que pueda producir un cambio en este último.
La otra posibilidad, la no localidad, implica que ambas partículas siguen vinculadas, o sea, entrelazadas, con una información que se transmitiría, posiblemente, a velocidades mayores que la de luz.

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Imagen de: http://www.youtube.com/watch?v=kQ0_lReFwOU

Fotones entrelazados. (Foto: Paul Kwiat y Michael Reck, University of Vienna)
El artículo EPR fue un importante incentivo para la investigación del entrelazamiento. Respecto de este fenómeno, Erwin Schrödinger escribe: “Cuando dos sistemas, de los que conocemos sus estados por su respectiva representación, entran en interacción física temporal debido a fuerzas conocidas entre ellos y tras de un tiempo de influencia mutua se separan otra vez, entonces ya no pueden describirse como antes, esto es, dotando a cada uno de ellos de una representación propia. Yo no llamaría esto «un» sino «el» rasgo característico de la mecánica cuántica”. Este fenómeno que es una propiedad y consecuencia de la Mecanica cuántica, posteriormente se llamó El entrelazamiento cuántico, es decir, Quantenverschränkung, originariamente en alemán.
Las partículas entrelazadas surgirían de algunas posibles maneras, tales como:
• Electrón que desciende dos niveles energéticos dentro del átomo, generando dos fotones entrelazados.
• Colisión electrón- positrón, que genera dos fotones entrelazados.
• En cuanto a las mediciones posibles en dos partículas entrelazadas: Cantidad de movimiento y posición de ambas (EPR)
• Los espines de ambas partículas, según David Bohm, originó el llamado problema EPRB.
El teorema de von Neumann no permite establecer verificación experimental alguna, mientras que John S. Bell, cuando establece las “desigualdades de Bell”, vislumbra la posibilidad de una verificación experimental. Este nuevo teorema permitiría aclarar las cosas, ya sea a favor de Einstein o a favor de Böhr y de la no localidad.

 TAGS:undefinedImagen de http://lafelicidadfisicadedios.blogspot.
La no localidad implica la existencia del entrelazamiento de partículas y vendría a ser un vínculo que se prolonga en el tiempo aún cuando dos o tres partículas se encuentren en distintas posiciones en el espacio.
Varios físicos tratan de verificar las desigualdades de Bell, siendo Alain Aspect quien tiene mayor éxito, resultando una confirmación de la existencia del entrelazamiento y de la postura de Niels Böhr.
En síntesis, en el contexto original del artículo de Einstein-Polasky-Rosen (EPR), el entrelazamiento se postula como una propiedad estadística del sistema físico formado por una pareja de partículas que provienen de una fuente común y están altamente correlacionados debido a la ley de conservación del momento lineal. Según el argumento de EPR, si, transcurrido un cierto tiempo desde la formación de este estado de dos partículas, realizásemos la medición simultánea del momento lineal en uno de los electrones y de la posición en el otro, habríamos logrado sortear las limitaciones impuestas por el principio de incertidumbre de Heisenberg a la medición de ambas variables físicas, ya que la alta correlación nos permitiría inferir las propiedades físicas correlativas de una partícula (posición o momento) respecto de la otra. Si esto no fuera así, tendríamos que aceptar que ambas partículas transmiten instantáneamente algún tipo de perturbación que a la larga, cuando se recopilan los datos estadísticos, tendría el efecto de alterar las distribuciones estadísticas, de tal forma, que el principio de incertidumbre de Heisenberg quedase salvaguardado, haciendo más indefinida la posición de una de las partículas cuando se mide el momento lineal de la otra, y viceversa.
Es importante señalar que los términos simultáneamente o instantáneamente, que acabamos de usar, no tienen en realidad significado preciso dentro del contexto de la teoría de la relatividad especial, que es el esquema universalmente aceptado para la representación de sucesos en el espacio-tiempo. Debe interpretarse por lo tanto que las mediciones antes mencionadas se hacen en un intervalo temporal tan breve que es imposible que los sistemas se comuniquen con una celeridad menor o igual que la establecida por el límite que impone la velocidad de la luz o velocidad máxima de propagación de las interacciones.

ver articul completo en http;//academia.edu/Notas sobre entrelazamiento Cuantico.

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