¡La No-Localidad Recibe El Premio Nobel de Física 2022!

^{Los tres galardonados con el Premio Nobel de Física de 2022, por sus experimentos con partículas entrelazadas que establecieron las violaciones de la desigualdad de Bell y fueron pioneros en la ciencia de la información cuántica. De izquierda a derecha: Alain Aspect, John Clauser y Anton Zeilinger. Crédito: The Nobel Prize in Physics, 2022.}

^{Por Dra. Inés Urdaneta / Físico de Resonance Science Foundation}

Estamos emocionados por el anuncio del premio Nobel de física de este año porque el tema en cuestión es extremadamente relevante en el contexto de nuestra Teoría de la Física Unificada.

El entrelazamiento cuántico, acuñado por Albert Einstein como acción espeluznante a distancia, tiene su origen en un experimento mental de Albert Einstein, Boris Podolsky y Nathan Rosen, basado en una discusión sobre la aparente imposibilidad de la mecánica cuántica de proporcionar una descripción completa de la realidad. Dicha imposibilidad se debe al principio de incertidumbre de Heisenberg, que postula que la posición y el momento (velocidad) de las partículas cuánticas no pueden medirse simultáneamente, y que al aumentar la certeza en una de las variables, disminuye la certeza en la otra variable en consecuencia, ya que en la mecánica cuántica existe un límite por debajo del cual estas variables ya no son independientes entre sí.

En este experimento mental acuñado como paradoja EPR, dos partículas A y B se encuentran en un hipotético estado entrelazado (estado correlacionado). Aunque es imposible medir al mismo tiempo con exactitud el momento y la posición de la partícula B, es posible medir la posición exacta de la partícula A y mediante un cálculo deducir la posición exacta de la partícula B. Lo mismo ocurre con el momento exacto de la partícula A; se puede averiguar el momento exacto de la partícula B. Por lo tanto, se pueden conocer los valores exactos de la posición o el momento de la partícula B sin tener que perturbarla o interactuar con ella. Y como la información no puede viajar más rápido que la velocidad de la luz, la posibilidad de que ambas partículas se comuniquen para informarse mutuamente y reaccionar como para preservar la correlación entre ellas, violaría la teoría de la relatividad de Einstein.

Además, el argumento principal de Einstein era independiente de la elección de la medición (posición o momento) realizada en la partícula A, centrándose más bien en el hecho de que el fenómeno viola la localidad (él creía que los elementos de la realidad son locales o en correspondencia con un determinado punto en el espaciotiempo, que sólo puede ser influenciado por eventos en el cono de luz -o pasado- de ese punto en el espaciotiempo), por lo que el estado de B no podría depender de la medición de A. Si asumimos la localidad, los estados cuánticos no pueden estar en correspondencia uno a uno con los estados reales, y por tanto, la teoría cuántica no es completa y hay variables locales ocultas en juego. La idea de que la mecánica cuántica era incompleta y estaba dirigida por variables locales ocultas, disgustó a Niels Bohr, uno de los principales fundadores de la mecánica cuántica, y discutieron acaloradamente sobre el asunto. 

Bohr sostenía que los estados de las partículas cuánticas no están fijados aprori por alguna variable oculta que no podemos medir, y que realmente están en una superposición de estados posibles hasta que una medición colapsa la función de onda en una de las posibilidades. Einstein insistió en la teoría de las variables ocultas, lo que implicaría que la rareza cuántica era el resultado de nuestra ignorancia de estas variables ocultas, y por lo tanto, a falta de un modelo mejor, teníamos que atenernos a una interpretación probabilística del colapso de la función de onda de la mecánica cuántica.

Para más información sobre la historia del entrelazamiento, recomendamos este vídeo.

La atención se centró en el estudio de la naturaleza de la no localidad en la mecánica cuántica. David Bohm desarrolló la primera teoría de variables ocultas con éxito en 1951 -el experimento mental EPR-Bohm utilizando pares electrón-positrón- y predijo un destacado comportamiento no local. En 1964, John S. Bell exploró si era realmente posible resolver el problema de la no localidad con variables ocultas, y su investigación demostró que las correlaciones encontradas en las dos versiones anteriores de la paradoja (EPR y Bohr) sí podían explicarse de forma local con variables ocultas. Sin embargo, las correlaciones mostradas por su propia versión de la paradoja, que establecía las llamadas desigualdades de Bell, no podían ser explicadas por ninguna teoría de variables ocultas locales. Este segundo resultado se conoce como el teorema de Bell. Para violar el teorema, las correlaciones medidas entre las partículas cuánticas deben estar por encima del umbral establecido por la desigualdad de Bell, que implica la presencia de variables ocultas locales. La mecánica cuántica tendría que violar este teorema, para preservar la completitud (al menos con respecto a las variables ocultas locales).   

Las versiones de las desigualdades de Bell se han podido comprobar experimentalmente. John Clauser y el difunto Stuart Freedman fueron los primeros en demostrar experimentalmente en 1972 que el entrelazamiento no era sólo un experimento mental. Sus hallazgos violaban el teorema de Bell, no estaban de acuerdo con las variables ocultas locales, al igual que todos los experimentos realizados desde entonces. El entrelazamiento era real -aunque no el mismo propuesto por Einstein basado en variables ocultas-, porque se estaba demostrando la no localidad; era un aspecto fundamental de la naturaleza. Alain Aspect y su equipo realizaron experimentos más precisos a principios de la década de 1980, confirmando los hallazgos de Clauser en montajes y condiciones experimentales más robustos y rigurosos. 

Sin embargo, el punto crítico sigue siendo asegurar una aleatoriedad completa para tener líneas de base fiables que comparar con las correlaciones del entrelazamiento. Y sólo las mediciones que son realmente independientes entre sí (sin comunicación posible entre ellas), permiten prescindir de las variables ocultas locales. Aquí es donde el trabajo de Anton Zellinger completó el panorama a este nivel.

Por lo tanto, la no-localidad quedó demostrada sin lugar a dudas. Si esta no-localidad residía en la propia Mecánica Cuántica o en algún tipo diferente de teoría de variables ocultas que subyace a ella (variables ocultas no locales), es todavía objeto de debate.

Sin embargo, una cuestión más fundamental sigue sin resolverse. La mecánica cuántica predijo el entrelazamiento, pero como afirma el título del artículo de Science en la imagen inferior, el mecanismo que explica ese comportamiento sigue sin ser entendido en la física actual.  Ahora se ha establecido formalmente que las partículas entrelazadas se describen mediante estados cuánticos que no pueden describirse como una combinación de las partículas independientes, sino que se convierten en un único objeto. Parece que siguen un principio de incertidumbre de segundo grado en el que ya no son independientes unas de otras.  Pero, ¿cómo ocurre esto?

^{Dice el titulo: "Nobel honra a los físicos que demostraron que la rareza cuántica no se puede explicar, pero sí puede ser utilizada". Los tres galardonados con el Premio Nobel de Física de 2022, por sus experimentos con partículas entrelazadas que establecieron las violaciones de la desigualdad de Bell y fueron pioneros en la ciencia de la información cuántica. De izquierda a derecha: John Clauser, Anton Zeilinger y Alain Aspect.}

Aunque la violación de las desigualdades de Bell por parte de la mecánica cuántica parece demostrar que se trata de una teoría completa (al menos con respecto a las variables ocultas locales), evidentemente algo falta en esta teoría, ya que es incapaz de proporcionar una comprensión completa del mecanismo a partir del cual se origina el entrelazamiento. Predice el entrelazamiento, pero no explica cómo se produce. Einstein tenía razón, la mecánica cuántica no cuenta toda la historia del mundo cuántico, no es una teoría completa. 

Y está claro que debe faltar algo, ya que la corriente principal de la física actual no ha conseguido la gravedad cuántica. Es lógico pensar que hay variables y mecanismos no locales en juego. Aquí es donde el modelo holográfico generalizado desarrollado por Nassim Haramein, realmente cierra el tema. Su trabajo muestra que existe una conexión y un flujo de información entre sistemas a escalas muy diferentes, todos ellos obedeciendo a la solución de Schwarzschild de las ecuaciones de campo de Einstein para agujeros negros esféricos no giratorios y sin carga. Entre estos sistemas se encuentran los protones, las estrellas, los agujeros negros cosmológicos, el universo...

Los mismos valores exactos obtenidos a partir de la solución de Schwarzschild para estos sistemas, se obtienen también con la solución de masa holográfica derivada por Haramein; una ecuación cuantizada en términos de unidades de volumen -denominadas Unidades Esféricas de Planck-, que discretizan el espacio a la muy fina y pequeña escala de Planck, con la posibilidad de que la PSU funcione como una terminación de agujero de gusano. Según sus cálculos, la superficie del protón tiene 10⁴⁰ PSU o terminaciones de agujeros de gusano, de modo que la información del volumen no es sólo el resultado de la información/entropía de la superficie del entorno local, sino que también puede ser no local, debido a estas interacciones de agujeros de gusano como las propuestas por una conjetura (conocida como conjetura ER=EPR) en la que los interiores de los agujeros negros están conectados entre sí a través de microagujeros de gusano. Esto significa que los sistemas que obedecen la condición de Schwarzschild (como las partículas subatómicas) están conectados por terminaciones de agujeros de gusano.

El tejido del espaciotiempo es como una red, y las partículas son los centros de la red, los servidores de la red universal. Todas están conectadas y eso conecta todas las escalas.

- Nassim Haramein

Como Haramein demuestra, esta discretización del espacio produce los eventos que llamamos masa, energía, fuerzas y campos (ver la sección de abajo para más información), mediante un mecanismo que exhibe una inercia o apantalamiento del flujo de información a través de las escalas que evidencia la existencia de una red a través de las escalas. Esta red de intercambio de información que parece instantáneo a nuestra escala, es el responsable del evento que llamamos entrelazamiento. El mecanismo no es en absoluto espeluznante, al contrario, sus implicaciones son realmente trascendentales. 

RSF en perspectiva:

Ya era hora de que el entrelazamiento recibiera la notoriedad que merecía. Junto con el premio Nobel 2020 concedido a Roger Penrose, Reinhard Genzel y Andrea Ghez, por el descubrimiento y la detección de los agujeros negros, todo el panorama empieza a desvelarse ante nuestros ojos.

¿Podría haber una conexión entre el entrelazamiento y los agujeros negros? Nuestro artículo de RSF titulado Galactic Engines aborda esta cuestión en detalle y da una respuesta afirmativa contundente. El entrelazamiento no sólo revela un aspecto fundamental de la naturaleza, sino que penetra directamente en la naturaleza de la propia realidad.

Hoy en día existen evidencias experimentales del entrelazamiento en muestras macroscópicas y a temperatura ambiente, y se han observado fenómenos cuánticos en condiciones biológicas y en muestras biológicas. El entrelazamiento cuántico ha dejado de ser una curiosa extravagancia o un comportamiento excepcional en condiciones extremas, y puede muy bien ser el corazón de la organización de la materia a través de las escalas ...