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CURIOSIDADES CIENTÍFICAS PARA COMPARTIR

El “espeluznante” error de Einstein

Por Mar Gulis (CSIC)*

Una de las ideas más desconcertantes de la mecánica cuántica, la disciplina que estudia el comportamiento de la materia a escala microscópica, es la superposición de estados. Todas las partículas pequeñas –como los electrones o los átomos– pueden estar en varios estados a la vez. Es la acción de medir algún parámetro (velocidad, posición, etc.) la que rompe la superposición y lleva a la manifestación de un estado determinado.

Einstein-Bohr

Einstein y Bohr fotografiados en 1925.

Este planteamiento tan poco intuitivo, pero basado en numerosas evidencias, nunca terminó de convencer a Albert Einstein (1879-1955). El creador de la teoría de la relatividad se negaba a aceptar, por ejemplo, que un electrón pudiese estar en varios puntos a la vez y que fuese el intento de medir su posición lo que lo ‘fijara’ en uno de ellos. El electrón debía estar en un único punto antes de la medida. De ahí su célebre frase: “Dios no juega a los dados con el universo”. Y de ahí también la famosa réplica de su colega Niels Bohr (1885-1962), uno de los ‘padres’ de la mecánica cuántica: “Deje de decirle a Dios qué hacer con sus dados”.

Einstein no dudaba de que las observaciones y la formulación de esta disciplina eran correctas, pero pensaba que su indeterminismo hacía de ella una teoría incompleta. Una de las críticas más elaboradas que le dedicó se conoce como la paradoja EPR, así llamada por el nombre de sus autores: el propio Einstein, Boris Podolsky (1896-1966) y Nathan Rosen (1909-1995).

La paradoja proponía un experimento imaginario en el que, a partir de un fenómeno conocido y controlado, se creaban dos partículas (A y B) correlacionadas de tal forma que si una tenía el espín –la ‘dirección’ en la que las partículas giran sobre sí mismas– hacia arriba (giro a favor de las agujas del reloj), la otra debía tenerlo hacia abajo (giro en contra de las agujas del reloj). Sin embargo, de acuerdo con el principio de superposición, tenemos que suponer que tanto A como B tienen su espín hacia arriba y hacia abajo hasta el momento de la medición. Por tanto, al medir A no solo estaríamos ‘obligando’ a su espín a asumir una dirección determinada, sino que también estaríamos provocando que el espín de B adoptase la contraria. De acuerdo con las leyes de la mecánica cuántica, este entrelazamiento o correlación (como se denominó el fenómeno con posterioridad) debería mantenerse por más alejadas que estuvieran A y B.

Entrelazamiento

Matthias Weinberger

Esta conclusión chocaba con la teoría de la relatividad, según la cual nada puede viajar más rápido que la luz. Si A se queda en la Tierra y B viaja hasta Alfa Centauri, a más de cuatro años luz, ¿cómo una medición en A puede afectar a B inmediatamente? O bien la mecánica cuántica estaba incompleta o bien había que aceptar la existencia de una “espeluznante [o fantasmal] acción a distancia”; una comunicación instantánea entre A y B.

La paradoja EPR quedó en el terreno de la filosofía de la ciencia hasta que en 1964 John Bell (1928-1990) propuso una forma matemática para resolverla. No obstante, hubo que esperar hasta los años 80 para que Alain Aspect (1947) y sus colaboradores lograsen trasladar al laboratorio la propuesta de Bell de forma satisfactoria. Los experimentos dieron la razón a la mecánica cuántica: el entrelazamiento y la acción a distancia son parte del mundo microscópico. Y aquí tenemos una de las diferencias entre la teoría de la relatividad y la cuántica que hace tan difícil unificarlas: si la primera es una teoría local, porque la velocidad de la luz es finita y los fotones necesitan un tiempo para ir de un sitio a otro, la segunda es no local, lo que hace que la acción de una perturbación pueda transmitirse instantáneamente de un sitio a otro muy alejado.

El genial Einstein se equivocó en esta ocasión. Sin embargo, su error resultó enormemente fructífero, pues condujo a verificar la existencia de un fenómeno con amplio potencial de aplicaciones. El entrelazamiento es la base del desarrollo de tecnologías cuánticas que previsiblemente transformarán el mundo tal y como lo conocemos hoy en día. Ordenadores cuánticos mucho más potentes que los actuales, nuevos métodos de encriptación práctiacamente inviolables y hasta la teletransportación de partículas microscópicas son solo algunas de ellas. Te las contaremos en próximos posts.

 

* Si quieres más ciencia para llevar sobre este tema, consulta el libro Mecánica cuántica (CSIC-Catarata), del investigador del CSIC Salvador Miret.

11 comentarios

  1. Dice ser Typo

    Einstein no murió en 1995, el resto del articulo muy interesante.

    Un saludo

    09 Julio 2015 | 09:42

  2. Dice ser Yago

    No sabía que Eistein había vivido 116 años jejeje.
    Luego borra el comentario 😉

    09 Julio 2015 | 10:11

  3. Mar Gulis (CSIC)

    Efectivamente, Einstein hizo muchas cosas sorprendentes pero no vivir 116 años… Murió en 1955 y no en 1995, como ponía antes fruto de una errata. ¡Gracias por avisarnos!

    09 Julio 2015 | 10:15

  4. Dice ser sfdqwer

    Einstein es un completo fraude, todas “sus” teorías se las robó a terceros, la mayoría mientras trabajó en una oficina de patentes. Lo mejor es que un verdadero genio como Tesla viva a la sombra de un ladrón como Einstein.

    09 Julio 2015 | 11:20

  5. Dice ser Alejandro

    @sfdqwer Confundes a Thomas Edison con Einstein, me parece a mí.

    09 Julio 2015 | 11:34

  6. Dice ser Carlos

    sfdqwer el ladron del que hablas es Edison, espero que sea troleo.

    09 Julio 2015 | 11:40

  7. Dice ser Patricia

    Si que es compatible la relatividad con la cuantica.
    El tejido del tiempo realmente existe de una manera clara para lo que tiene masa,pero para aquello que es energía el tiempo no afecta del mismo modo.
    Se dice que los fotones no tienen masa pero no es cierto,si que tienen….lo que pasa es que no está tan densificada como en otras particulas,precisamente por eso,la capacidad de movilidad de un fotón es mucho mayor y mas rápida.
    Yo lo veo asi:
    Cuando un cuerpo se mueve en el agua,el reflejo de las ondas que produce se transmite hasta la orilla.Esa es la perturbación que hace una partícula con masa en un medio.El rozamiento y la lejanía en el medio disminuirian la intensidad con la que se transmite la perturbación,pero si está en el vacio,es muy posible que la intensidad de la perturbación se transmita de manera casi directa a cualquier punto.
    Y si algo no tiene masa,tampoco tiene tiempo y es posible que cuando algo energético se transmita:que lo haga todo a la vez;como una red neuronal en bloque…..(No se solo es una teoría).

    09 Julio 2015 | 12:02

  8. Dice ser sfdqwer

    No los confundo, no. Y sí, Edison fue otro ladrón y un mafioso además.

    09 Julio 2015 | 12:02

  9. Dice ser c

    Vaya… Einstein vivió 40 años más de lo que creía.

    09 Julio 2015 | 14:30

  10. Dice ser Adam

    Patrica tienes la formula de eso que expones o es solo una teoría filosófica

    09 Julio 2015 | 16:10

  11. Dice ser angel

    Muy buena teoría patricia

    10 Julio 2015 | 05:57

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