Amir D. Aczel - Entrelazamiento

Para Ilana

Entre las muchas teorías que pueblan el cosmos científico, pocas poseen la importancia de la física cuántica, creada por genios del calibre de Planck, Einstein, Heisenberg o Schrödinger. Desde hace mucho nuestras vidas y conocimientos están profundamente influidos por esta construcción de la física, cuyos contenidos desafían nuestros hábitos de comprensión más enraizados. Así ocurre, por ejemplo, con el hecho de que las partículas son también ondas, y las ondas partículas, o con que sea imposible determinar con absoluta precisión y al mismo tiempo posiciones y velocidades de una partícula.

Mucho se ha escrito sobre estas contraintuitivas características de la mecánica cuántica, pero hay más, como el fenómeno conocido como «entrelazamiento», según el cual los objetos (como partículas subatómicas) que describe la física cuántica, pueden llegar a estar tan enlazados, tan relacionados entre sí, que un cambio en uno de ellos se reflejaría instantáneamente en el otro, incluso aunque ambos estuvieran en extremos opuestos del universo. Einstein, quien identificó este extraño fenómeno, pensó que semejante posibilidad mostraba que la mecánica cuántica no era una teoría correcta, pero se equivocó, como han demostrado durante los últimos años una serie de distinguidos físicos. Este libro narra, en términos claros y accesibles, esta fascinante historia, una historia que abre posibilidades (como la construcción de códigos indescifrables) que hasta hace poco era imposible imaginar.

Amir D. Aczel

El mayor misterio de la física

ePub r1.1

koothrapali05.10.13

Título original: Entanglement: The Greatest Mystery in Physics

Amir D. Aczel, 2002

Traducción: José Luis Sánchez Gómez

Diseño de portada: koothrapali

Editor digital: koothrapali

ePub base r1.0

AMIR D. ACZEL. Nació en Haifa, Israel, el 6 de noviembre de 1950. Es profesor en el Bentreley College de Waltham (Massachusetts, Estados Unidos) y autor de diversos bestsellers tanto a nivel de los Estados Unidos como internacional. Se graduó en matemáticas en 1975 y recibió título de postgrado de Master of Science en 1976. Varios años más tarde obtuvo el doctorado en estadística por parte de la Universidad de Oregón, e impartió matemáticas en universidades de California, Alaska, Italia y Grecia.

N OTA AL LECTOR

La propia teoría cuántica, y en particular el concepto de entrelazamiento, es muy difícil de comprender, incluso para físicos o matemáticos experimentados. Así pues, he estructurado el libro de manera que las ideas y conceptos discutidos se explican y reexplican constantemente de diversas formas. Este enfoque tiene sentido cuando se considera que algunos de los científicos actuales más brillantes han trabajado sobre el entrelazamiento durante toda su vida; la verdad es que, incluso tras décadas de investigación, resulta difícil encontrar a alguien que admita entender perfectamente la mecánica cuántica. Esos físicos saben cómo aplicar la mecánica cuántica en una diversidad de situaciones. Pueden realizar cálculos y hacer predicciones con un alto grado de precisión, lo que es raro en otras áreas. Pero con frecuencia esos brillantes científicos confesarán que no entienden verdaderamente lo que acontece en el mundo cuántico. Es precisamente ésa la razón por la que, capítulo tras capítulo de este libro, repito los conceptos de la teoría cuántica y del entrelazamiento, en cada ocasión desde un ángulo ligeramente diferente, o exponiendo cómo ha sido explicado por un científico distinto.

Me he esforzado en incorporar el mayor número posible de figuras originales, proporcionadas por los mismos científicos, que describen experimentos y diseños reales. Espero que esos gráficos y figuras ayuden al lector a entender el misterioso y maravilloso mundo del cuanto y el marco en el que se produce y estudia el entrelazamiento. Adicionalmente, en los lugares apropiados, he introducido algunos símbolos y ecuaciones. No lo he hecho para desconcertar al lector, sino para que los lectores con una preparación avanzada en ciencia puedan aprovechar más la presentación. Por ejemplo, en el capítulo sobre la ecuación de Schrödinger incluyo la forma más simple (y más restringida) de esa famosa ecuación pensando en quienes podrían desear ver su aspecto. Es perfectamente lícito que el lector, si así lo prefiere, se salte las ecuaciones y siga leyendo, y quien así lo haga no sufrirá de ninguna falta de información o de continuidad.

Éste es un libro acerca de la ciencia, de cómo se hace, de la filosofía subyacente, de sus fundamentos matemáticos, de los experimentos que verifican y ponen al descubierto los secretos profundos de la naturaleza, y de las vidas de los científicos que persiguieron el más extraño de ellos. Dichos científicos constituyen un grupo de las mentes más brillantes del siglo XX y en conjunto sus vidas abarcan la totalidad del siglo. Esas personas, en busca sin descanso de conocimiento sobre un profundo misterio de la naturaleza, llevaron y llevan hoy vidas que están, también ellas, entrelazadas.

Este libro cuenta los avatares de esa búsqueda, uno de los mayores episodios de detectives científicos de la historia. Y aunque la ciencia del entrelazamiento ha propiciado el nacimiento de nuevas y sorprendentes tecnologías, este libro no está centrado en ellas. Entrelazamiento trata de la búsqueda llamada ciencia moderna.

Estoy muy agradecido a Abner Shimony, profesor emérito de física y filosofía de la Universidad de Boston, por sus muchas horas de ayuda, ánimo y apoyo mientras estaba preparando este libro. Con gran generosidad, Abner me permitió tomar prestados de su colección personal muchos artículos, libros y actas de congresos relevantes para la teoría cuántica y el entrelazamiento. Además no ahorró ningún esfuerzo en responder mis numerosas preguntas sobre el entrelazamiento y la magia de la mecánica cuántica, explicándome muchos hechos oscuros físicos y matemáticos sobre el misterioso mundo cuántico, y contándome la historia de su propio papel en la investigación sobre el entrelazamiento, así como muchas anécdotas relacionadas con la búsqueda de la comprensión de este sorprendente fenómeno. Abner y yo conversamos durante muchas horas en su casa, en el coche, tomando café en algún restaurante, paseando juntos, o ya tarde, de noche, por teléfono, y aprecio enormemente su cariñoso esfuerzo por ayudarme a sacar esta historia adelante, así como en revisar el manuscrito y hacerme muchas sugerencias para su mejora y mayor claridad.

Deseo expresar mi profundo aprecio a Michael Horne, profesor de física en el Stonehill College de Massachusetts, por hacerme partícipe de los detalles de su trabajo con Abner Shimony en el diseño de un experimento para hacer un test de la desigualdad de Bell, su importante trabajo en interferometría de dos y tres partículas y su iluminador trabajo sobre el entrelazamiento de tres partículas con Daniel Greenberger y Anton Zeilinger, conocido ampliamente como el diseño de GHZ. Le estoy extremadamente agradecido por sus muchas horas de ayuda cuando preparaba este libro, por responder a mis preguntas y por facilitarme el acceso a muchos artículos y resultados importantes. Mike revisó cuidadosamente el manuscrito, corrigió muchos de mis errores y me hizo numerosas sugerencias para mejorarlo. También le agradezco su amabilidad al permitirme adaptar material sobre el entrelazamiento de tres partículas de su «Conferencia de académico distinguido» en el Stonehill College para usarlo en el libro. ¡Gracias, Mike!