Una misma realidad puede tener dos versiones

La física cuántica explica uno de los grandes dilemas de la ciencia ficción

Conceptual image of superstrings
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Las complejas leyes de la física cuántica predicen que las partículas subatómicas permanecen en estado de incertidumbre hasta que son observadas. ¿Y si hubiese dos realidades opuestas al mismo tiempo? Un nuevo experimento confirma que sí y ambas serían válidas. Es un debate que trae de cabeza a los físicos desde hace años y algunos experimentos han causado auténtica sorpresa.

Al recrear en la práctica un experimento teórico de física cuántica, físicos de la Universidad Heriot-Watt (Reino Unido) han demostrado por primera vez cómo dos personas pueden experimentar realidades diferentes al describir el estado de un mismo fotón. Su estudio ha sido publicado en el portal ArXiv. Ambas realidades se pueden verificar, según Martin Ringbauer, investigador de la Universidad de Innsbrück, en Austria, y coautor del estudio.

Wigner y su amigo

MAR 10 1972, MAR 12 1972; DE. EUGENE PAUL WIGNER; Suggests science societies.; Credit: Denver Post I
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Esta desconcertante incertidumbre la sembró Eugene Wigner, ganador del Premio Nobel de Física en 1963. En 1961, ideó un experimento mental que se dio a conocer como ‘el amigo de Wigner’. En él, trataba de mostrar la extraña naturaleza del universo que permite que dos observadores –Wigner y su amigo, por ejemplo, experimenten realidades distintas con un mismo fotón, la unidad cuantitativa más pequeña de luz. En diferentes condiciones, este puede existir tanto en forma de polarización horizontal como vertical, pero hasta que no es observado se encuentra en superposición. Es decir, en un estado en que ambas polarizaciones son válidas, de acuerdo con los dictados de la física cuántica.

Una vez que el fotón pasa al laboratorio, la partícula asume una polarización fija. Para alguien que se encuentre fuera y aún no conozca el resultado de la medición, el fotón continúa en estado de superposición. Por tanto, su realidad contradice la de la persona que mide el fotón. Son observaciones contradictorias y ninguna es errónea.

Durante décadas, la propuesta de Wigner no pasó de curioso experimento mental. En los últimos años, los avances en física han obligado a retomar sus ideas. De acuerdo con Ringbauer, han sido necesarios progresos teóricos para reformular el problema de manera que se pudiera probar. Lo que ahora han hecho él y sus colegas ha sido replicar la idea original de Wigner con un doble escenario para que los resultados fuesen más rigurosos. Los experimentos se han realizado, por tanto, en dos laboratorios y con dos pares de fotones entrelazados, de manera que al comprobar el estado de uno automáticamente se conocía el estado del otro.

Se designaron cuatro observadores, dos en el laboratorio y otros dos fuera. Los autores encontraron que incluso en este doble escenario, los resultados descritos por Wigner eran palpables. Los observadores del laboratorio llegaron a conclusiones sobre los fotones correctas y demostrables, pero contrarias a las de “sus amigos” en el exterior, también correctas y demostrables.

El célebre gato de Schrödinger

Cat in a cardboard box
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La paradoja más célebre de la física cuántica la expuso el físico austríaco Edwin Schrödinger, en 1935, con el experimento imaginario del gato de Schrödinger. Usó una caja opaca cerrada con un gato, una ampolla venenosa y un dispositivo que contenía una partícula radioactiva con el 50% de posibilidades de desintegrarse y, por tanto, de provocar que el veneno se liberase y el gato muriese. La probabilidad de que el gato esté vivo o muerto es del 50%, pero la única forma de averiguarlo sería abriendo la caja. Hasta este momento, el gato estaría igual vivo y muerto al mismo tiempo.

Aunque la existencia de la doble realidad de las partículas sea una paradoja difícil de sostener, incluso desde el principio de superposición de la física cuántica, con el tiempo han ido surgiendo nuevas interpretaciones para el experimento de Schrödinger y teorías que se sostienen en esos principios.

Frente a la física clásica, que se aplica a nivel macroscópico y estudia fenómenos como la mecánica clásica y de fluidos, la física cuántica describe cómo funciona el universo subatómico de la materia condensada, la física nuclear o la física de partículas. Estos nuevos hallazgos sugieren que, a diferencia de la física clásica, las mediciones en sí mismas no son absolutas, sino que deben entenderse en relación con el observador que las realizó. Según indican los físicos, los resultados del experimento plantean algunas preguntas fascinantes que obligan a los físicos a reconsiderar la naturaleza de la realidad.

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