El entrelazamiento cuántico puede ser una medida del libre albedrío

CuánticaEl mismo experimento que revela la naturaleza del entrelazamiento, también puede interpretarse como una medida del libre albedrío, dicen los investigadores.

La naturaleza de la mecánica cuántica ha forzado a los investigadores a reconsiderar su propio papel en el proceso de la ciencia. Ya se fue la idea Victoriana de que la medida es objetiva y absoluta. Hoy, sabemos que en el mundo cuántico, es imposible separar la medida del medidor. Pero exactamente qué papel desempeñan en el universo, aún hay que aclararlo.

Una intrigante idea es que ciertos tipos de experimentos pueden burlar la naturaleza de la medida. Y una clase particularmente importante de experimentos implica el entrelazamiento cuántico, el desconcertante fenómeno en el cual objetos separados por una gran distancia comparten la misma existencia (o, en términos científicos, se describen mediante la misma función de onda).

Imagina dos partículas que están entrelazadas de esta forma. Antes de que tenga lugar ninguna medida, estas partículas están en una superposición de estados. Entonces una medida en una inmediatamente influye sobre la otra, de alguna forma determinando el resultado de la medida sobre ella.

Muchos experimentos han demostrado que esta “influencia” tiene lugar tan cerca de la instantaneidad como es posible medir, y ciertamente no puede ser transportada por una señal a la velocidad de la luz. Los mismos experimentos también descartan cualquier correlación oculta entre partículas en las que el resultado de cualquier medida es acordado de antemano. Imagina, por ejemplo, alguna mano oculta que fuerza a los experimentadores a llevar a cabo sin saberlo medidas que siempre parecen como si estuviese teniendo lugar esta acción fantasmal a distancia.

Hoy, Jonathan Barrett de la Universidad de Bristol y Nicolas Gisin de la Universidad de Ginebra nos ofrecen una nueva e interesante aproximación a este problema. Asumen que el entrelazamiento ocurre como prescribe la mecánica cuántica, y se preguntan cuánto libre albedrío debe tener el experimentador para descartar la posibilidad de una interferencia oculta.

La respuesta es curiosa. Barret y Gisin demuestran que si hay información compartida entre los experimentadores y las partículas que miden, entonces el entrelazamiento puede explicarse mediante algún tipo de proceso oculto determinista.

En términos prácticos, esto significa que no puede haber información compartida entre los generadores de números aleatorios que determinan los parámetros de los experimentos a realizar, y las partículas a medir.

Pero lo mismo es cierto para los propios experimentadores. Esto significa que no pueden haber información compartida entre ellos y las partículas tampoco. En otras palabras, deben tener un completo libre albedrío.

De hecho, si un experimentador carece de incluso un sólo bit de libre albedrío, la mecánica cuántica puede explicarse en términos de variables ocultas. Inversamente, si aceptamos la veracidad de la mecánica cuántica, entonces podemos colocar un límite sobre la naturaleza del libre albedrío.

Esta es una forma interesante de enunciar el problema del entrelazamiento, y sugiere un prometedor número de obstáculos relacionados: ¿qué hay de los sistemas parcialmente entrelazados, y de otros en los que se entrelazan más de dos partículas?

El libre albedrío nunca fue tan fascinante.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1008.3612: How Much Free Will Is Needed To Demonstrate Nonlocality?
Fecha Original: 25 de agosto de 2010
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Comments (25)

  1. No creo que ésto lleve a nada.Más bien me parecen dos científicos filosofando que otra cosa.

  2. Si la influencia entre partículas con la misma función de onda entrelazadas se transmite a velocidades superiores a la de la luz ¿Dónde queda esta (c) como limite no superable?

  3. radomiro

    Me gusta,,,, je, je soy determinista. Einstein hubiera alucinado con esto, o no? El buscaba tales variables ocultas según entiendo.

  4. Cristhian

    Es sabido que la velocidad de la luz en el vacío es el límite máximo, pero lo que sé es que es el límite de velocidad para la materia y la energía, no sé si lo es también para la información, de hecho, ¿existe la información tangiblemente para que pueda ser transmitida? ¿qué es la información, en física? Se habla mucho de ella, pero no encontré definición alguna de información, en términos de física.

    • La velocidad de la luz es la velocidad máxima para cualquier tipo de transmisión de información; lo que ocurre es que en el entrelazamiento cuántico no se transmite información; una cosa (similar) en el mundo clásico sería si dos amigos tiran dos monedas al aire, pegadas la cara de una con la cruz de otra, y las recojen sin mirar, considerando “arriba” la parte que estaba tocando con la otra moneda. Si se alejan entre si cualquier distancia imaginable antes de mirar la moneda, al mirarla sabrán instantáneamente qué saco el otro – lo contrario a lo que sacó el. Pero ahí no hay transmisión de información, por lo que no se viola la relatividad.

      • David

        Hola, no se si lo que se transmite se le puede llamar información o no, pero si que se transmite alguna influencia. Supongamos que se hace un experimento como este: se tiene un sistema, que se divide en dos. Para cada una de estas partes, al medirlas, puede salir A o B, pero, si uno da A el otro da B, no pueden dar los dos A o los dos B (este caso es un ejemplo real, al menos en la forma, realmente podría ser con spínes hacia arriba o hacia abajo de ciertas partículas). Entonces, esos dos subsistemas se separan, por ejemplo uno en cada punta de la galaxia. Ahora, sabemos por la mecánica cuántica, que hasta que no se realiza la medida sobre uno de estos subsistemas, su estado está indeterminado, es decir, uno no da A o B cuando el subsistema se crea, sino cuando su estado se mide (recogido esto en el postulado IV de la mecánica cuántica, o ver Gato de Schrödinger, “ni vivo ni mueto”, o ambos a la vez, pero indeterminado hasta abrir la caja). Entonces, con los dos subsistemas separados a una distancia galactica y sus estados indeterminados, pudiendo dar cada uno de ellos, A o B, realizamos una medida en uno de ellos. Ésta arroja como resultado por ejemplo A…. entonces, debido a la preparación del experimento (proceso físico diseñado a tal efecto en la práctica con determinadas partículas etc como hemos dicho…), sabemos que si hemos medido A, el otro subsistema en la otra punta de la galaxia tiene que dar B. Aquí viene lo interesante… ahora, debido a nuestra medida, el otro subsistema, el que no se ha medido aún, y que hasta ahora podía darnos ambos resultados, ya no puede dar A o B, sino tan solo B, debido a nuestra medida…. ¡a años luz de distancia! ¿que se ha transmitido toda esa distancia, de manera instantánea? El estado del sistema, o mejor dicho, es “como si” el subsistema recibiese información de cual ha de ser su estado cuando sea medido. ¿viola esto la relatividad? Pues la verdad es que no lo sé. Más que decir que la información no puede viajar más rápido que la luz, quizá haya que utilizar un termino con más uso en los libros de física que es que “ninguna influencia física puede superar la velocidad de la luz”. ¿Es la información una influencia física? Pues de nuevo no tengo ni idea (no digo que no se sepa, solo que yo no lo sé, aunque quien diga que lo sabe, tampoco puede estar totalmente seguro en estos temas, solo hasta que se demuestre lo contrario). Todo ésto puede estar mejor explicado si buscáis “Paradoja EPR” en Wikipedia, por ejemplo.

        P.D.: ¿que pasaría si el estado de los dos subsistemas se midiera absolutamente en el mismo instante, de tal forma que “la información que se envían” uno a otro tuviese que salir (y recibirse) a la vez? Eso sí que es una paradoja.

        • jurl

          Si no te entiendo mal, eso no valdría en cualquier caso para nada, primero porque los estados A o B no son conocidos de antemano, y el hecho que tú sepas que si tú tienes A al otro extremo de la galaxia está B no te sirve para transmitir información ninguna (precisamente porque no es predecible). Es simplemente paradójico, pero las paradojas suelen residir en nuestra mente y nuestros prejuicios, no quiere decir que tengan per se nada en especial.

          • David

            “los estados A o B no son conocidos de antemano”. No se si te entiendo bien. Tu sí sabes qué cosa son A y B, lo que no sabes es cual de ellos va a salir cuando midas, solo la probabilidad de que salga uno u otro.

            “el hecho que tú sepas que si tú tienes A al otro extremo de la galaxia está B no te sirve para transmitir información ninguna (precisamente porque no es predecible)”. A ver, no se si me he explicado bien antes. No es predecible el resultado que te va salir en la medida, solo sabes la probabilidad de cada uno de los resultados posibles. Por ejemplo, pongamos que pudieran ser posibles los resultados A y B con un 50% de probabilidad. Entonces, en ambos sistemas tenemos eso. Ahora bien, tú mides en uno y te sale A, entonces, en el otro sistema, ya no tienes que al medir puede salir A o B con un 50% de probabilidad, sino B con un 100%, porque en el otro te ha salido A. Es decir, a través de toda esa distancia, se ha transmitido “algo” que ha hecho que los resultados posibles de la medida cambien. No se si tienes conocimientos de mecánica cuántica, aquí la diferencia con el ejemplo de la moneda, es que si tu tiras una moneda y la guardas en un sobre, cuando abras el sobre, el estado de la moneda no lo determinas en ese momento, sino que se determinó cuando la lanzaste aunque tú no la miraras (“anexo”: ¿la naturaleza mide aunque nosotros no la observemos? es algo que uno siempre se plantea al estudiar cuántica). Pero si nos vamos al caso verdaderamente cuántico, sería al abrir el sobre cuando la moneda da cara o cruz, no antes. Esto aplicado al ejemplo de A y B quiere decir que si sale A, en el otro saldrá sí o sí B, PERO, a nosotros nos podría haber salido B (en el 50% de veces así pasaría, solo que en este ejemplo así descrito no podemos hacer repeticiones del experimento), en cuyo caso en el otro sitio saldría A.

            MÁS CLARAMENTE Y PARA CONCLUIR: los dos sistemas están indeterminados, y tu determinas uno. Entonces el otro automaticamente pasa a estarlo tambien. Pero no a causa de que cuando tu creas esos dos sistemas y los alejas es como llevarte un sobre con algo dentro pero que aunque no sabes lo que es, sí que está perfectamente determinado desde el momento en el que alguien metió eso dentro de ese sobre. En realidad es como si tu tiras una moneda en una parte de la galaxia, y otra persona tira otra en el otro extremo. Si a ti te sale cara, ya sabes que a la otra persona le va a salir cruz, con un 100% de probabilidad. Lo que tú has medido en la moneda, hace que cambien la probabilidad de lo que va a salir en la otra. Una cosa que influye en otra a través de toda esa distancia de manera instantánea. Si hablamos de información, en un principio, sin entrar en más complicaciones, yo no digo que dos personas se transmitan información, bits, sino que esa información se la envía… como decirlo…. ¿un fotón a otro en un caso práctico…? No sé, me suena a sacrilegio decir lo de fotones aunque solo sea un ejemplo XD, pero no es facil explicarlo con palabras de manera rigurosa (no se si decir que un estado se comunica con otro, o las funciones de onda, esto me suena todavía peor la verdad).

            • jurl

              No, no te entiendo bien. No sé si estoy contestando a lo que preguntas porque esto de las paradojas es lo que tiene xD.

              Primero, que no son dos sistemas, es uno. Eso es parte de la paradoja, que tienes un sistema que puede estar deslocalizado en el espacio en distancias literalmente cósmicas (tampoco pasa nada, la probabilidad de que un electrón de nuestras cabezas esté en un momento dado -eh, que el tamaño de la región de la probabilidad, vaya- en las nubes de Magallanes nunca ha sido nula). Pero es que la paradoja sólo tiene efectos académicos: no sirve para nada, y en consecuencia no viola nada. No vale para transmitir información -no puede-, ni tampoco está violando ningún principio de la física, por tanto, sólo está en nuestra cabeza.

              • David

                Sí, es un sistema solo, de ahí lo de subsistemas o sistema deslocalizado. Solo es lenguaje.

                Lo que yo pienso es esto:

                1- No es una paradoja, en el mundo físico no hay paradojas. Todo son aparentes paradojas, como la de los gemelos, que se llaman así por historia o para remarcar su carácter contraintuitivo. Aparentes paradojas, o cosas que todavía no se entiende porque falta algo que haga que todo encaje.

                2- No se transmite información, pero sí que un subsistema influye en el otro (eso no es transmitir información, porque la forma en la que uno influye en el otro no la controlamos, solamente sabemos que dependiendo de como responda uno, sabremos como lo hará el otro), y ésto es verídico, no es opinión. Además, no es solo un resultado académico:

                http://francisthemulenews.wordpress.com/2010/07/28/entrelazar-una-particula-con-una-memoria-cuantica-permite-medir-su-posicion-y-velocidad-con-mayor-precision-de-la-permitida-por-el-principio-de-incertidumbre-de-heisenberg/

                El entrelazamiento permite que la incertidumbre cuántica de una variable se reduzca a costa del incremento de la de otra. Una se reduce a costa de la otra, en ningún sitio aparece nada relacionado con distancias entre ellas, ni por tanto con velocidad de la luz ni nada, todo esto es independiente. El problema de si entra en conflicto con la relatividad general (o especial) es algo que no creo que se sepa, yo por lo menos no sabría decir, y eso que he aprobado mecanica cuantica y astrofísica hace unos meses (no soy para nada experto ni mucho menos, pero realmente ha habido un antes y un después en el entendimiento de estos temas). A todo este tema le queda mucho recorrido, el tiempo dirá. Un saludo.

                • jurl

                  Interpretaciones de la MC todas las que quieras. Schrödinger se hizo budista, creo (las ganas que tuvo). Tu ejemplo de los gemelos relativistas es muy pertinente: en su momento parecía una paradoja, pero hoy no le vemos la paradoja por ninguna parte. Hemos asimilado simplemente la mecánica relativista, por tanto no hay nada paradójico: es natural. Pues esto es lo mismo.

                  Que alguien quiere darle lustre a la aparente paradoja. Pues puede aplicarla a dos electrones en el mismo orbital respecto al spin. Es casi lo mismo. Yo de interpretaciones ya paso, ni arroja luz, ni aclara, ni sirve para nada. No te puedo discutir eso porque yo di la MC ondulatoria, y ahí no hay variables, hay observables. Por tanto esa interpretación ya carece totalmente de pies o cabeza.

            • Jorge

              Si usted tiene la suerte de leer esto, es porque es un conjunto de átomos, organizados
              en una estructura que genera más entropía, que ha tomado conciencia de sí misma
              y es parte de una gran coincidencia en este único universo.
              “Nosotros vemos así el universo porque si él no fuera así
              nosotros no estaríamos aquí para ver nada”.
              Por lo tanto el Universo “existe” solo desde el momento que “tomó conciencia”. Una partícula y su estado “existen” solo desde el momento que el Universo conciente toma noción de su existencia. Antes su estado “no existe”, y cualquier partícula o estado que tenga la misma función de onda, tendra luego de haber sido llevada a la “existencia” el mismo estado de la otra, porque fueron “puestas en existencia simultaneamente” por el ser conciente (nosotros) que es un pedazo o conjunto de moléculas conciente.
              A no discutir mas tonterías….por favor

  5. Algunos investigadores ya no saben que publicar para llamar la atención. Es lógico que un par entrelazado implique una absoluta falta de información sobre el sistema ya que es precisamente esa falta de información la que mantiene la superposición de estados: es el conocimiento (la información) sobre el camino seguido por la partícula (el detector en una de las rendijas) la que destruye la superposición. En cuanto al misteriosísimo entrelazamiento cuántico, la situación puede ser vista de esta forma: cuando se crea el par entrelazado (por ejemplo en un choque de partículas de materia y antimateria que da lugar a 2 rayos gamma que viajan en sentido contrario) la función de onda de ambas partículas es la misma (ambas partículas son indistinguibles excepto por que viajan en sentido contrario) y se “crea” al mismo tiempo expandiéndose con las partículas. Cuando se mide una partícula se produce el colapso en ambas partículas por que ES LA MISMA función de onda (pero de signo contrario), por eso se observa una interrelación entre las 2 partículas, pero no hay nada que viaje instantáneamente de una partícula a la otra. Por supuesto es solo una interpretación más pero que creo que está perfectamente deacuerdo con la teoría cuántica “ortoxa”.

  6. jurl

    Bueno, una cosa que tiene que quedar clara para el lector es que la MC prohíbe por su propia naturaleza las variables ocultas, algo que los investigadores naturalmente conocen. Y es muy poco probable que ande errada en esto, porque aunque alguna otra teoría en el futuro llegase a superarla, este punto concreto es de imposible escapatoria. Vamos, que el determinismo se ha ido por el retrete de la historia, como todas las ideologías humanas construidas por analogías baratas (es una ideología muy útil para el control social, de ahí al fatalismo un paso).

    La verdad, me sulfura un poco que gente que sabe todo esto perfectamente siga dando la barrila al respecto.

    TODO el universo puede ser descrito con una colosal función de onda, así que a priori todo está entrelazado, y de qué manera. Si se llama paradoja a este fenómeno concreto, es porque es como todas las paradojas humanas: en vez de aceptarla, nos dedicamos a intentar salvar los muebles mentales de nuestras pajas -como la arriba descrita-, con el alegre y simpático resultado de tener grandes discusiones que no nos llevan a ningún sitio práctico desde el punto de vista empírico.

    Naturalmente, que no exista el determinismo, no quiere decir que exista el libre albedrío.

    Todo esto lo que pone de relieve es que, aparte de que casi nadie entiende nada de la MC, parece ser que hay gente que busca labrarse un futuro académico “interpretándola”.

  7. Nombre_necesario

    Desde la ignorancia, da la impresión de que cuánto más intentamos comprender el Universo, lo que obtenemos más se aleja de cualquier cosa con la cual podamos hacer una analogía, y de esta forma, “entenderla”, o “interpretarla”.

    Dónde está el límite de nuestra inteligencia? En nuestra percepción?
    Si intentásemos explicar a un perro muy inteligente nuestros conocimientos del Universo, cómo lo haríamos?
    Si una mente superior intentase explicarnos lo que ella conoce sobre el Universo, cómo lo haría?
    Podemos imaginar cualquier cosa? Podemos intepretar cualquier cosa?

    Llegaré a fin de mes, pensando así?

    • jurl

      ¿Importa eso? xD

      Lo que pasa es que las ideologías son muy persistentes, y enturbian nuestra comprensión al intentar sobrevivir, porque las ideologías se ligan a los sentimientos. Cada día estoy más convencido de que el fundamento último de la inteligencia (o al menos, de la autocognoscitividad) son los sentimientos, lo demás son procesos algorítmicos tan mecánicos como los principios bioídem de nuestro cuerpo.

      • radomiro

        cómo no va a importar? claro que importa, es un tema muy interesante el poder saber (alguna vez) si la capacidad de entender tiene un límite superior mas o menos preciso o concreto.
        además debes saber que los “sentimientos” y emociones están dados por estructuras neuralgicas que corresponden a mecanismos evolutivos y nada más, lo que quiero decir es que su funcionamiento también está sujeto a ser descriptible vía algoritmos… es un mecanismo mas ya.

        • jurl

          No, es que precisamente no está sujeto a ser descrito por algoritmos porque no es algorítimico, igual que la información no está sujeta a las leyes de la mecánica clásica (aunque parcialmente a algunas algo parecidas a las termodinámicas). La mente no es algorítmica. Ni los sentimientos lo son tampoco, ni tampoco parecen adecuarse a autoorganizaciones estadísticas emergentes. Tendremos que aprender qué son xD

  8. [...] El entrelazamiento cuántico puede ser una medida del libre albedrío [...]

  9. Sheldon Cooper

    A ver, colegas!Las teorias de Einstein se aplican a la dualidad onda/partícula. No dice nada sobre algo que no sea eso…La información es un concepto abstracto y puede viajar mas rápido que la luz por lo mismo que se obtiende de algo que NO es una onda/partícula desplazandose!! La posibilidad de que el universo sea determinista según este estudio es absurdamente nula!! Ya que la posibilidad de influir en dos partículas cuanticas entrelazadas, solo por compartir información es de 1 partido por 2 por 10 elevado al números de partículas cuánticas que haya en el diametro del experimento (a ojo XD), ósea casi nula!!! Por lo que el determinismo parece descartado!! ^^’

  10. eliana carolina hernandez

    si coloco una moneda sobre un papel saco el papel rapidamente de un solo tiron que pasa con la moneda ¿por que?

  11. eliana carolina hernandez

    ´si coloco una moneda sobre un papel y la saco rapidamente q pasa

  12. si colocas la moneda sobre el papel y sacas el papel, la moneda se mantendrá relativamente en la misma ubicación espacial, pero sobre la mesa. Porque a mayor velocidad, menor es el tiempo que se ejerce la fuerza de fricción sobre la moneda y por consiguiente esta no alcanza impulso suficiente para desplazarse, puesto que la fuerza de atracción por el propio peso de la moneda es superior. La fuerza en sentido vertical descendente no es anulada por la fuerza que se ejerce de manera horizontal, y a mayor velocidad, menor será la fricción y desviación de la fuerza de gravedad. A la siguiente entrada…si colocas la moneda sobre el papel y la sacas rapidamente…XD bueno…el resultado será que habrás rozado y por tanto desplazado involuntariamente el papel y… que tendrás de nuevo la moneda en tu mano…

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