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Supongamos que tenemos dos partículas en las cuales introducimos información y las separamos entre si a una distancia relativamente grande. Si cambiamos la información en una de ellas, imagina lo increible que sería que instantáneamente la información en la otra partícula también cambie. La teoría del entrelazamiento cuántico nos dice que lo anterior es posible.
Sabemos que una partícula se define a partir de la función de onda que se obtiene al resolver la ecuación de onda de Schrödinger. Si la función de onda de dos o más partículas están relacionadas, entonces las partículas se encuentran en un estado de superposición, lo cual permite pensar que las podemos encontrar en dos o más estados. En este caso, se dice que ocurre entrelazamiento cuántico.
Einstein y el entrelazamiento cuántico
En 1935, Einstein junto con sus colaboradores Podolsky y Rosen realizaron el siguiente experimento mental: si dos partículas interactuan entre si y luego se separan espacialmente, entonces la medición de las propiedades de una partícula afecta el estado de realidad de las propiedades de la otra partícula, lo que implicaría que algo se transmite instantaneamente entre las partículas lo cual es imposible ya que viola los principios básicos de la teoría de la relatividad (viaja más rápido que la velocidad de la luz). Con ello indicaba que la física cuántica se encontraba aparentemente incompleta.
Después de leer el artículo de Einstein y sus colaboradores, Schrödinger le escribió a Einstein para felicitarlo y ese mismo año publicó un trabajo donde trató el mismo tema. En este trabajo fue donde introdujo su famoso experimento mental del gato de Schrödinger y también el término de entrelazamiento, en la cual sostiene el realismo local.
Bell y su aportación
En 1964, Bell demostró de forma teórica, empleando teoría matemática, en forma muy clara y experimentalmente medible que cualquier fenómeno entre partículas cuánticas que sea a la vez determinista y local debe satisfacer una cierta desigualdad de carácter estadístico. Por lo anterior, la mecánica cuántica, de ser correcta, violaría esta desigualdad.
En 1970, Clauser demostró de manera experimental que el trabajo teórico de Bell era válido. El experimento de Clauser fue la primera observación experimental que comprobaba el trabajo de Bell y restringía la idea del realismo local, posición sostenida por Einstein, Schrödinger y otros proponentes del racionalismo científico. Diez años después, Aspect llevó a cabo experimentos muy precisos que demostraron que la mecánica cuántica efectivamente viola las desigualdades de Bell, con lo cual logra en forma definitiva hacer una distinción entre las ideas de Einstein sobre la naturaleza de la realidad y las predicciones de la mecánica cuántica. Por su parte, Zeilinger desde los años noventa investigó el entrelazamiento de fotones y su utilización para transmitir información cuántica (la llamada teleportación). Ha hecho otras grandes aportaciones a la física cuántica, que han llevado a la concepción, por ejemplo, de las computadoras cuánticas.
Por sus trabajos experimentales, en 2022, Clauser, Aspect y Zeilinger recibieron el premio Nobel de física, desafortunadamente Bell no recibió este galardon.
Aplicaciones del entrelazamiento cuántico
La computación cuántica emplea el poder del entrelazamiento y la superposición cuántica para realizar cálculos complejos exponencialmente más rápido que los ordenadores clásicos. Con ello se podría resolver problemas computacionales que actualmente son intratables, generando avances en la criptografía y el descubrimiento de fármacos.
La teletransportación cuántica emplea el entrelazamiento para transmitir el estado cuántico de una partícula a otra distante, teletransportando la información. Aún cuando no se trata de una teletransportación física de materia, la teletransportación cuántica sería esencial para la comunicación segura y la transferencia de información cuántica.
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Profesor Gaspar. Como puedo tener Coordenadas a traves del Espacio Exterior, para conocer por ejemplo la posible ubicacion de una tripulacion. Gracias Profesor.
Hola tu pregunta es muy interesante, para tener coordenadas en el espacio tendrías que tomar un cuerpo celeste, un sistema solar u otra cosa como referencia, podría ser también el sol o el planeta tierra y a partir de allí te podrías guiar, usando la forma rectangular, cilíndrica o esférica.
Un cordial saludo. Con respecto a la Constante de Planck, y asumiendo que puede ser un tema “interesante” a colegiar, quiero compartir la siguiente “observación”:
Si tenemos en cuenta que:
1ro- En los eventos de comportamiento Oscilatorio está conceptualizado claramente que la “frecuencia” es la cantidad de Oscilaciones que ejecuta la onda en un intervalo de tiempo determinado (por ejemplo, “20 Oscilaciones/segundo”) aunque por motivos prácticos en las ecuaciones aparezca anotada generalmente en la unidad “1/segundo”, lo cual tiene su origen en que el “periodo” se expresa también habitualmente en “segundos” (PERO, su unidad de medida conceptualmente rigurosa es “tiempo/Oscilación”)
2do- En base a lo anterior si ahora se procediera a anotar la “frecuencia” en su unidad “académicamente rigurosa” para enunciar la Ecuación Cuántica de la Energía de un fotón ( E = h x f ), entonces para que la unidad de medida de la Energía (E) quede en su unidad (por ejemplo, “Joules”) la unidad de medida de la Constante de Planck tendría que ser “(Joules x segundo)/OSCILACIÓN” (?!)
Un cordial saludo. Con respecto a las discusiones ontológicas sobre la Mecánica Cuántica, se puede «demostrar» que su causa básica radica en el hecho de que «la unidad de medida de la Constante de Planck adolece de un término, y que al ser agregado se nos revela de manera plena el verdadero significado físico de esta Constante, y a la vez se solucionan las aparentes Paradojas asociadas a la Mecánica Cuántica»!
Un cordial saludo. Con respecto a las «aparentes» Paradojas asociadas a la mecánica Cuántica, resulta que se puede «demostrar» que la causa básica de las mismas radica en que «la unidad de medida de la Constante de Planck adolece (le falta) de un término, que al ser adicionado permite comprender a plenitud el significado físico real de esta»!
Hola, agradecemos mucho tus comentarios para entender temas tan complicados de la mecánica cuántica y de las paradojas pues en si estas son difíciles de entender.
Un cordial saludo. Con respecto a la «unidad de medida» de la Constante de Planck, si tenemos en cuenta que para la «frecuencia» de los fenómenos oscilatorios, la cual tradicionalmente se expresa en la unidad «1/segundo» (por una cuestión de índole práctico a partir de que el período también se denota en la unidad «tiempo»), está bien determinado que la unidad de medida académicamente rigurosa para la «frecuencia» es el «Hz (OSCILACIONES/segundo)» y para el «período» es «tiempo/OSCILACIÓN», con estos antecedentes si ahora queremos expresar la ecuación cuántica de la energía de un fotón ( E = h x f ) usando esta unidad de medida de la «frecuencia» (para lo cual se tiene no solo el derecho sino que resulta ser el planteamiento MÁS CORRECTO ya que conceptualmente la frecuencia es «cantidad de OSCILACIONES/tiempo») entonces , expresando la Energía en «Joules» y el Tiempo en «segundos», y tener ahora que cancelar no solo la unidad «segundo» sino TAMBIÉN la unidad «OSCILACIÓN» entonces a la Constante de Planck le corresponde la unidad de medida «(Joules.segundo)/OSCILACIÓN»!
Hola tienes razón en cuanto a lo tradicional y lo riguroso, en este artículo nos basamos mas en lo tradicional pues solo es una iniciación en este tipos de temas de física, pero tu información es muy interesante y ayuda mucho para aquellos que desean profundizar en lo riguroso, te agradecemos mucho.
Buenas tardes.Por favor me puedes ayudar aplicando la integración o diferencial en la inecuacion de Heisenberg?.Soy cubana