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El Entrelazamiento es una Característica Inevitable de la Realidad

física cuántica Sep 01, 2017

Por: Lisa Zyga

(Phys.org)-¿Es realmente necesario el entrelazamiento para describir el mundo físico, o es posible tener alguna teoría post-cuántica sin entrelazamiento?

En un nuevo estudio, físicos han demostrado matemáticamente que cualquier teoría que tenga un límite clásico -lo que significa que puede describir nuestras observaciones del mundo clásico recuperando la teoría clásica bajo ciertas condiciones- debe contener entrelazamiento. Así que, a pesar de que el entrelazamiento va en contra de la intuición clásica, este debe ser una característica inevitable no sólo de la teoría cuántica, sino también de cualquier teoría no clásica, incluso de las que aún están por desarrollar.

Los físicos Jonathan G. Richens, del Imperial College London y del University College London, John H. Selby, del Imperial College London y de la Universidad de Oxford, y Sabri W. Al-Safi, de la Universidad de Nottingham Trent, han publicado un artículo que establece que el entrelazamiento es una característica necesaria de cualquier teoría no clásica en un número reciente de Physical Review Letters.

"La teoría cuántica tiene muchas características extrañas en comparación con la teoría clásica", dijo Richens a Phys.org. "Tradicionalmente estudiamos cómo el mundo clásico emerge del cuántico, pero nos propusimos invertir este razonamiento para ver cómo el mundo clásico da forma al cuántico. Al hacerlo, demostramos que una de sus características más extrañas, el entrelazamiento, no tiene nada de sorprendente. Esto insinúa que gran parte de la aparente extrañeza de la teoría cuántica es una consecuencia inevitable de ir más allá de la teoría clásica, o quizá incluso una consecuencia de nuestra incapacidad para dejar atrás la teoría clásica".

Aunque la prueba completa es muy detallada, la idea principal es simplemente que cualquier teoría que describa la realidad debe comportarse como la teoría clásica en algún límite. Este requisito parece bastante obvio, pero, como demuestran los físicos, impone fuertes restricciones a la estructura de cualquier teoría no clásica.

La teoría cuántica cumple este requisito de tener un límite clásico mediante el proceso de decoherencia. Cuando un sistema cuántico interactúa con el entorno exterior, el sistema pierde su coherencia cuántica y todo lo que lo hace cuántico. Así, el sistema se convierte en clásico y se comporta como espera la teoría clásica.

Aquí, los físicos demuestran que cualquier teoría no clásica que recupere la teoría clásica debe contener estados entrelazados. Para demostrarlo, suponen lo contrario: que dicha teoría no tiene entrelazamiento. Luego demuestran que, sin entrelazamiento, cualquier teoría que recupere la teoría clásica debe ser la propia teoría clásica, lo que contradice la hipótesis original de que la teoría en cuestión es no clásica. Este resultado implica que la suposición de que dicha teoría no tiene entrelazamiento es falsa, lo que significa que cualquier teoría de este tipo debe tener entrelazamiento.

Este resultado puede ser sólo el principio de muchos otros descubrimientos relacionados, ya que abre la posibilidad de que otras características físicas de la teoría cuántica puedan reproducirse simplemente exigiendo que la teoría tenga un límite clásico. Los físicos prevén que características como la causalidad de la información, la simetría de los bits y la localidad macroscópica pueden surgir de este único requisito. Los resultados también proporcionan una idea más clara de cómo debe ser una futura teoría no clásica y post-cuántica.

"Mis objetivos futuros serían ver si la no localidad de Bell puede derivarse igualmente de la existencia de un límite clásico", dijo Richens. "Sería interesante que todas las teorías que sustituyan a la teoría clásica deban violar el realismo local. También estoy trabajando para ver si ciertas extensiones de la teoría cuántica (como la interferencia de orden superior) pueden ser descartadas por la existencia de un límite clásico, o si este límite imparte restricciones útiles a estas 'teorías post-cuánticas'".

Artículo: Entanglement is an inevitable feature of reality

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