ENTRELAZAMIENTO CUÁNTICO...¿qué es?

Publicado en 'Ciencias' por Data, 20 May 2011.





  1. Data

    Data Miembro frecuente

    Registro:
    15 May 2011
    Mensajes:
    103
    Likes:
    40




    El entanglement o entrelazamiento cuántico no es un tema fácil.

    Yo confieso que pocas cosas de la Física, por la que transito como simple aficionado, me producen más desconcierto y confusión que la relación instantánea, no local entre las partículas que es, por definición, lo que se entiende por "entanglement" .

    Y no sirve de consuelo pensar que Einstein cuando supo de este comportamiento de los átomos sufrió el mismo desconcierto, diciendo:

    "I cannot seriously believe in the quantum theory because it cannot be reconciled with the idea that physics should represent a reality in time and space, free from spooky actions at a distance."

    Y a causa de este fenómeno, llegó a negar la corrección o completitud de la cuántica, a cuyo mismo desarrollo colaboró, justamente por lo absurdo que le pareció este hecho, y tanto, que se murió sosteniéndolo, aunque antes ideó las EPR (experiencias Einstein-Podolsky-Rosen) simplemente para negar su existencia y para que nadie dudara que su punto de vista era el correcto.

    Como sabemos desde hace solo un par de décadas, Einstein estaba equivocado; Bell primero y en 1982 Alan Aspect, demostraron incuestionablemente que las partículas sometidas a un proceso de medición, se mantienen en un estado de entrelazamiento indiferente a la distancia que las separe.

    La "spooky" o acciones fantasmales a distancia como Einstein las calificó, existen realmente, la relación entre las partículas es instantánea aunque todo el Universo las separe…

    "Instantaneidad", "no localidad", todo ello implica velocidades superluminares, y por supuesto la Relatividad tiene grandes objeciones al respecto ya que impide viajar más rápido que la luz, concretamente prohibe que ni materia, ni energía ni información superen esa velocidad.

    Pero el entrelazamiento cuántico, no se puede poner en duda, es una característica indisputable del universo que implica la comunicación entre partículas a velocidades millones de veces superiores a esa “modesta “ cifra de 300.000 km/s, sea cual sea el mecanismo por el cual lo producen, e indiferentes a la distancia que las separe, es INSTÁNTANEA...

    Slds.


    http://es.wikipedia.org/wiki/Entrelazamiento_cuántico
     
    Última edición: 20 May 2011


  2. TenmaSamaXD

    TenmaSamaXD Miembro maestro

    Registro:
    25 Dic 2010
    Mensajes:
    369
    Likes:
    211
    Que curioso, esta semana planeaba postear algunas reflexiones tanto sobre Loop Quantum Gravity como sobre el Teorema de Bell, y ya me ganaron en ambos temas :(. Volviendo al tema, vemaos.

    La no localidad de la mecanica cuantica es una de sus consecuencias mas impresionantes, interpretacion de las medidas en mecanica cuantica como procesos de filtracion han sido hechas para "justificar" este fenomeno. Tambien se sugeria que este tipo de fenomenos son competamente caracteristicos de la naturaleza probabilistica de la mecanica cuantica, como? pues algunos parametros todavia desconocidos, llamados variables ocultas, no estaban especificados en la teoria.

    La pregunta es, ¿alguna de estas teorias de variables ocultas hace predicciones distintas a las de la mecanica cuantica?. Aqui es cuando el teorema de Bell cobra importancia, pues ha sido demostrado que ninguna teoria de variables ocultas basadas en el denominado principio de localidad de Einstein es capaz de realizar las mismas predicciones que realiza la mecanica cuantica (es un terema no-go).

    Entonces el caracter no local de la mecanica cuantica cobra fuerza, pero acaso esta correlacion de estados viola la relatividad especial?. La respuesta es no, pues aun cuando la correlacion es "instantanea", esta no puede ser usada para enviar informacion.


    Salu2
     
  3. James55

    James55 Miembro maestro

    Registro:
    27 Mar 2010
    Mensajes:
    883
    Likes:
    288
    Interesante tratar de analizar que ocurre aquí. Entiendo que Einstein lo planteo como un experimento mental a manera de hacerle una critica a la mecánica cuántica. Algo así como una reducción al absurdo desde el punto de vista relativista... Pero el absurdo funciona. Me gustaría saber que variables utilizo (en su experimento mental) para determinar que algo así pudiera ocurrir.

    Entiendo que John Bell propuso una serie de experimentos para verificar si la mecánica cuántica es valida en cuanto a sus conceptos de no localidad y el problema de la medición, supuestamente en cuántica se mide algo que no esta determinado. Y en todos los experimentos planteados el absurdo cuántico no ha fallado.

    Ciertamente no es fácil de entender, en un documental mencionaron que posiblemente solo haya tres o cuatro personas en la física que entienden esto. Nunca los he escuchado, me gustaría tener esa explicación.

    No recuerdo donde escuche una explicación que si bien me dejo algo escéptico pero fue una explicación. Que al hacer la acción a distancia el qubit enlazado al qubit medido ya conocía los movimientos que el qubit medido iba a hacer comunicados en el instante de la superposición cuántica (información a través del tiempo)..... ¿Seria eso lo que Einstein quería demostrar? Creo que volvemos a la época del debate Einstein Podolsky y Rosen.

    Sin embargo puede que exista alguna explicación en el marco de espacio tiempo cuántico. Algo que aun sigo meditando.

    ----- mensaje añadido, 23-may-2011 a las 23:36 -----


    Estimado, aquí me queda una duda. Entiendo que no se puede transportar masa ni materia, en realidad no hace honor al nombre que alguien le dio de tele transportación cuántica pero si puede comunicar un estado cuántico a otra partícula. ¿No se le considera a esto transporte de información? o energía en todo caso, no recuerdo donde lo escuche a quien se le ocurrió la idea de transportar energía por este medio, alguna idea futurista supongo pues no creo que actualmente se pueda usar de esa manera.




    Saludos

    James55
     
    Última edición: 23 May 2011
  4. TenmaSamaXD

    TenmaSamaXD Miembro maestro

    Registro:
    25 Dic 2010
    Mensajes:
    369
    Likes:
    211
    Estimado amigo James55, una busqueda en wikipedia puede dar respuestas a esa inquietud, aqui le pongo un link

    http://en.wikipedia.org/wiki/No-communication_theorem

    Sin embargo dejeme usar un ejemplo que ilustra de manera simple como es que la correlacion de estados cuanticos no puede usarse para transmitir informacion, y por ende la relatividad especial no es violada. Cabe resaltar que en este ejemplo se hace uso del diseño de la paradoja EPR usando estados de un sistema compuesto de dos particulas de spin 1/2. Debo decir que este ejemplo le pertenece a J. J. Sakurai, y no hago mas que tomarlo y tratar de resumirlo.

    Antes de empezar seria bueno dar una revisada al siguiente link sobre la paradoja EPR, pues esta da una buena introduccion a como se ve la paradoja cuando se aplica a un sistema compuesto de dos particulas de spin 1/2.

    http://en.wikipedia.org/wiki/EPR_paradox

    Suponemos que observador A se especializa en hacer medidas de las componentes de spin de la particula 1, mientras que observador B hace lo propio con la particula 2.
    En resumen lo que vemos en el link anterior es que para el estado de aquel sistema de spin 1/2, si un observador A mide la componente Z del spin de la particula 1 y obtiene un valor "spin up" por ejemplo, uno puede asegurar con certeza que la medida del observador B para la componente Z de la particula 2 sera de "spin down". Es decir las medidas de las componentes Z de ambas particulas en dicho estado estan correlacionadas, sin importar la distancia de separacion entre las mismas!. Por otro lado si B decide medir la componente X del spin de la particula dos, este tendra un 50% de probabilidades de obtener "spin up" como "spin down", es decir las medidas de las componentes Z y X de las particulas 1 y 2 respectivamente, no estan correlacionadas.

    La pregunta es, ¿puede ser usada esta correlacion para transmitir informacion?, veamos.

    Supongamos que A y B acuerdan desde el inicio que solo mediran la componente Z de las particulas, luego, sin necesidad de preguntar a A, B sabe con precision los resultados que A esta obteniendo. Pero esto no significa que estos se esten comunicando, pues B solo observa una secuencia al azar de signos positivos y negativos (spins "up" y "down"). Hasta aqui B no cuenta con informacion que le sea util, pues B verifica las correlaciones cuanticas solo cuando este compare sus notas con las que tomo A.

    Se puede pensar que A y B pueden comunicarse si uno de ellos cambia drasticamente la orientacion de su aparato de medida (esto es, empieza a medir la componente X por ejemplo de su particula). Supongamos que A mide la componente Z del spin de la particula 1 y B mide la componente X del spin de la particula 2. En este caso, los resultados de A no estan correlacionados con los de B, y por ello no hay informacion que se transfiera. Pero luego, supongamos que A rompe su promesa y sin decirle nada a B cambia la orientacion de su aparato de medida y empieza a medir la componente X del spin de su particula. Ahora si que existe correlacion entre la medidas que A y B estan realizando, sin embargo no existe forma de que B pueda saber que A cambio la orientacion de su analizador, pues tanto antes como ahora B seguira viendo solo resultados al azar de signos positivos y negativos (spins "up" y "down") y solo sera capaz de establecer si hubo o no correlacion cuando este compare, al final del experiemnto, su hoja de resultados con la hoja de resultados de A.

    Bueno espero que no haya quedado muy confusa esta explicacion que como ya dije fue extraida del libro de J. J. Sakurai. (exelente libro por cierto)

    J. J. Sakurai, Modern Quantum Mechanics

    http://www.amazon.com/Modern-Quantum-Mechanics-Revised-Sakurai/dp/0201539292

    Salu2
     
    Última edición: 25 May 2011
  5. Exeptico

    Exeptico Miembro de oro

    Registro:
    14 Set 2010
    Mensajes:
    5,090
    Likes:
    1,591
    Hola a todos

    Una de las premisas de la relatividad es NO EXISTE NINGUNA INTERACCION FISICA QUE PUEDA VIAJAR MAS RAPIDO Q LA VELOCIDAD DE LA LUZ. (I)

    Un principio de la mecánica cuántica es q en el submundo NO SE PUEDE CONOCER A LA VEZ EL DONDE Y EL CUÁNDO SIMULTÁNEAMENTE PARA UNA PARTÍCULA EN UNA ÚNICA INTERACCION. (II)

    En el experimento descrito de medición del UP-DOWN de dos partículas correlacionadas en su origen se requiere del colapso de una función de onda según la cual la probabilidad es de 50-50 para cada fenómeno físico a inmediaciones de cada particula.
    Entonces si en algún lugar del cosmos un fenómeno físico determina un UP luego en otra región del cosmos otro fenómeno físico determinara al 100% un DOWN. El caso es q ninguna otra interacción física podrá ir más rápido q la luz para q este segundo fenómeno físico sea afectado por este hecho.

    A mí me parece q la naturaleza geométrica de las teorías de la relatividad (continuo espacio-tiempo) y la naturaleza probabilística de la mecánica cuántica crean en nuestra mente esa sensación de q para la segunda interacción ya no hay probabilidad del 50-50% sino del 100% y q esas restricción de la velocidad con q pueden viajar las interacciones físicas es solo una especia de demora por trámites aduaneros.

    La premisa NO EXISTEN INTERACCIONES INSTANTANEAS es válida por esa restricción de incertidumbre para los fenómenos físico locales Premisa(II) a inmediaciones de cada partícula y por la restricción de la velocidad de propagación de las interacciones físicas Premisa(I)

    LA NATURALEZA ES ASI. El ENTRELAZAMIENTO CUÁNTICO es un fenomeno per se.

    Salu2
     
    Última edición: 26 May 2011
  6. James55

    James55 Miembro maestro

    Registro:
    27 Mar 2010
    Mensajes:
    883
    Likes:
    288

    Ok, al parecer el echo es que de haber un estado de entrelazamiento eso no quiere decir que podamos diferenciar entre información al azar o la señal que nos interese.

    Si entendí bien, los componentes X, Y no son confiables y solo funcionan correctamente en ambos extremos de un mismo eje digamos Z. ¿Hay alguna razón para esto? Ahora me pongo a pensar en el mecanismo de este fenómeno..., ¿porque funcionan así?

    Supongo que tenemos partículas entrelazadas pero no podemos usarlos para comunicación. Aunque al parecer esto aun es un tema de discusión. Talvez me equivoco pero si lo que ocurre es que no hay ley que lo evite sino tecnología que no lo permite.

    Re leo el experimento y si bien es mas confiable transmitir en un sentido pero no se puede saber si fue correcto hasta comparar estadísticas. Que ocurre si se hacen sistemas paralelos entrelazados donde se usa otro canal para retransmitir claro con un detector robot que retransmite de acuerdo a lo que recibe logrando talvez un eco que le confirme la comunicación. Talvez pueda mandar secuencias de códigos, aunque tendrían que estar sincronizados en tiempo lo que requeriría otro mecanismo... (Aunque creo que lo que estoy pensando no es nuevo) me surge otra interrogante.

    Dos partículas entrelazadas supuestamente vibran a una misma frecuencia y se mueven igual (respetando claro el principio de no localidad de la cuántica) que ¿ocurre si cada partícula se encuentra en diferentes lugares del espacio curvo relativista? O digamos llevamos un sistema a la estación espacial y el otro sobre tierra. Obviamente ya no vibran a la misma frecuencia... ¿se rompe el entrelazamiento? O tendríamos un entrelazamiento en tiempo diferido. Imagino que es uno de los problemas en los experimentos para lo cual no se si se llego a alguna conclusión.

    Personalmente creo que se rompe el entrelazamiento lo cual me lleva a otras conclusiones pero antes creo que seguiré investigando sobre el tema que esta bastante interesante.




    Saludos

    James55
     
    Última edición: 28 May 2011
    A Exeptico le gustó este mensaje.