Prueba de Entrelazamiento Fotónico en Marcos de Referencia Acelerados

Se ha publicado otro importante informe sobre pruebas experimentales dentro del régimen de la física unificada. Tras un reporte reciente en el que se puso a prueba un principio clave de la relatividad en sistemas cuánticos (a escala atómica), un nuevo estudio realizado por otro equipo de investigación, informa sobre los resultados de las pruebas de fenómenos de mecánica cuántica (como el entrelazamiento) en sistemas relativistas.

Se trata de una investigación especialmente interesante porque los fenómenos cuánticos son de naturaleza no local (lo que implica una acción instantánea a través de espacios causalmente discontinuos), mientras que la relatividad es necesariamente local, porque cualquier tipo de interacción no local parecería abolir la relatividad de la simultaneidad y, por tanto, todo el concepto de marcos de referencia relativos.

Aunque esto parecería implicar una incompatibilidad completa entre la relatividad y la teoría cuántica (sugiriendo que una de ellas debe ser incompleta) no es un problema serio en el modelo de Born-Heisenberg, la interpretación ortodoxa de la mecánica cuántica, porque la función de onda no local no está describiendo algo real - está describiendo una densidad de probabilidad que no se convierte en algo real, como partículas con posición y velocidad reales, hasta que se realiza una "medición" que colapsa la función de onda.

Sin embargo, en las teorías cuánticas que estipulan el realismo (la idea de que existe una partícula real y una onda real incluso cuando dicho sistema no está siendo observado o medido), la no localización intrínseca a los fenómenos cuánticos se vuelve generalmente incompatible con la teoría de la relatividad. Ésta es una de las principales objeciones a la teoría de la onda piloto de de Broglie-Bohm, porque incorpora una ecuación de onda directriz en la que la velocidad de una partícula dada depende de las posiciones instantáneas de todas las demás partículas. Aunque esto es generalmente incompatible con el principio de la relatividad de la simultaneidad, no lo es con alternativas de la relatividad como la teoría del éter de Lorentz-Fitzgerald.

Muchos defensores de las ideas de Bohm se han resignado a la idea de que las teorías relativistas de Bohm serán relativistas sólo en el nivel relativamente superficial de las predicciones empíricas: las teorías harán predicciones relativistas buenas (incluyendo, por ejemplo, el tipo correcto de predicción para el experimento de Michelson-Morley) pero implicarán algo así como una noción oculta, empíricamente indetectable, de simultaneidad absoluta. Se suele admitir que estas teorías son relativistas sólo en el sentido en que lo es la teoría del éter de Lorentz-Fitzgerald (considerada aquí como una interpretación de la electrodinámica clásica), es decir, no son relativistas, no en un sentido serio o fundamental.

Las pruebas que incluyen los regímenes relativista y mecánico cuántico ayudarán a determinar los méritos de las teorías existentes y el mejor camino hacia una física unificada.

Un fenómeno cuyos límites no se han probado del todo en todos los regímenes es el entrelazamiento cuántico de sistemas cuánticos espacialmente separados. El entrelazamiento puede propagar superposiciones cuánticas a distancias macroscópicas y se ha comprobado experimentalmente que existe a distancias de hasta 144 km. El carácter no local de estas superposiciones parece entonces entrar en conflicto con la naturaleza local de la relatividad. Esto plantea la cuestión de si el entrelazamiento persiste, cuando consideramos marcos de referencia no inerciales, como los que experimentan los sistemas acelerados o los sistemas en campos gravitatorios, ya que la métrica del espaciotiempo puede variar con la posición en estos casos. Es probable que la resolución de estas cuestiones sea una pieza clave en el rompecabezas que conduce a una teoría completa de la gravedad cuántica. Por tanto, los sistemas cuánticos entrelazados sometidos a altas y bajas aceleraciones son un régimen en el que podrían surgir nuevos fenómenos físicos. Se sabe que las investigaciones experimentales que implican una hiper o miligravedad simulada, pueden provocar cambios inesperados en los fenómenos físicos. La exposición de los sistemas físicos a estas condiciones extremas puede ayudar a la comprensión de ese sistema y conducir a una comprensión más profunda de los propios procesos físicos. -- Prueba experimental del entrelazamiento fotónico en marcos de referencia acelerados