Cuando Albert Einstein quedó impresionado por el "espeluznante" acoplamiento de largo alcance entre partículas, no pensó en su teoria general relatividad. La antigua teoría de Einstein describe cómo se produce la gravedad cuando objetos masivos deforman el tejido...

Cuando Albert Einstein se maravilló ante el "espeluznante" acoplamiento de largo alcance entre partículas, no estaba pensando en su teoría general de la relatividad. La antigua teoría de Einstein describe cómo surge la gravedad cuando objetos masivos deforman la estructura del espacio y el tiempo. entrelazamiento cuántico, esa macabra fuente del miedo de Einstein tiende a involucrar partículas diminutas que tienen poco efecto sobre la gravedad. Una mota de polvo deforma un colchón exactamente de la misma manera que una partícula subatómica deforma el espacio.

Sin embargo, el físico teórico Mark Van Raamsdonk sospecha que el entrelazamiento y el espacio-tiempo están relacionados. En 2009, calculó que el espacio sin entrelazamientos no sería capaz de mantenerse unido. Escribió un artículo sugiriendo que el entrelazamiento cuántico es la aguja que une el tapiz del espacio-tiempo cósmico.

Muchas revistas se negaron a publicar su trabajo. Pero después de años de escepticismo inicial, explorar la idea de que el entrelazamiento da forma al espacio-tiempo se ha convertido en una de las tendencias más candentes de la física.

"Saliendo de los fundamentos profundos de la física, todo apunta al hecho de que el espacio debe estar asociado con el entrelazamiento", dice John Preskill, físico teórico de Caltech.

En 2012 apareció otro trabajo provocativo que presenta la paradoja de las partículas entrelazadas dentro y fuera de un agujero negro. Menos de un año después, dos expertos en la materia dieron con una solución radical: las partículas entrelazadas están conectadas por agujeros de gusano, los túneles espacio-temporales de Einstein que ahora aparecen con igual frecuencia en revistas de física y ciencia ficción. Si esta suposición es correcta, el entrelazamiento no es la espeluznante conexión de largo alcance que pensó Einstein, sino un puente muy real que conecta puntos distantes en el espacio.

Muchos científicos consideran que estas ideas merecen atención. En los últimos años, físicos de disciplinas aparentemente no relacionadas han convergido en este campo del entrelazamiento, el espacio y los agujeros de gusano. Los científicos que alguna vez se concentraron en construir computadoras cuánticas libres de errores ahora se preguntan si el universo mismo es una computadora cuántica, que silenciosamente programa el espacio-tiempo en una compleja red de entrelazamientos. "Todo avanza de forma increíble", afirma Van Raamsdonk, de la Universidad de Columbia Británica en Vancouver.

Los físicos tienen grandes esperanzas sobre adónde los llevará esta combinación de espacio-tiempo y entrelazamiento. GR describe brillantemente cómo funciona el espacio-tiempo; Una nueva investigación puede revelar de dónde proviene el espacio-tiempo y cómo se ve en las escalas más pequeñas que están a merced de la mecánica cuántica. El entrelazamiento puede ser el ingrediente secreto que unificará estas regiones hasta ahora incompatibles en una teoría de la gravedad cuántica, permitiendo a los científicos comprender las condiciones dentro de un agujero negro y el estado del universo en los primeros momentos después del Big Bang.

Hologramas y latas de sopa.

La epifanía de Van Raamsdonk en 2009 no surgió de la nada. Tiene sus raíces en el principio holográfico, la idea de que un límite que delimita un volumen de espacio puede contener toda la información que contiene. Si aplicamos el principio holográfico a La vida cotidiana, un empleado curioso puede reconstruir perfectamente todo lo que hay en la oficina (montones de papeles, fotos familiares, juguetes en un rincón e incluso archivos en el disco duro de un ordenador) con sólo mirar las paredes exteriores de la oficina cuadrada.

Esta idea es controvertida, dado que las paredes tienen dos dimensiones, pero el interior de la oficina tiene tres. Pero en 1997, Juan Maldacena, un teórico de cuerdas entonces en Harvard, dio un ejemplo intrigante de lo que el principio holográfico podría revelar sobre el universo.

Comenzó con el espacio anti-de Sitter, que se parece al espacio-tiempo dominado por la gravedad pero tiene una serie de atributos extraños. Está curvado de tal manera que un destello de luz emitido en un lugar determinado eventualmente regresará de donde se originó. Y aunque el universo se está expandiendo, el espacio anti-de Sitter no se estira ni se comprime. Debido a tales características, un trozo de espacio anti-de Sitter con cuatro dimensiones (tres espaciales y una temporal) puede estar rodeado por un límite tridimensional.

Maldacena se refirió al cilindro espacio-temporal anti-de Sitter. Cada corte horizontal del cilindro representa el estado de su espacio en un momento dado, mientras que la dimensión vertical del cilindro representa el tiempo. Maldacena rodeó su cilindro con un borde para el holograma; Si el espacio anti-de-sitter fuera una lata de sopa, entonces el borde sería una etiqueta.

A primera vista parece que este borde (etiqueta) no tiene nada que ver con el llenado del cilindro. La etiqueta límite, por ejemplo, sigue las reglas de la mecánica cuántica, no la de la gravedad. Sin embargo, la gravedad describe el espacio dentro del contenido de la sopa. Maldacena demostró que la etiqueta y la sopa eran iguales; Las interacciones cuánticas en el límite describen perfectamente el espacio anti-de Sitter que cierra este límite.

"Estas dos teorías parecen completamente diferentes, pero describen exactamente lo mismo", dice Preskill.

Maldacena añadió el entrelazamiento a la ecuación holográfica en 2001. Imaginó el espacio en dos latas de sopa, cada una de las cuales contenía un agujero negro. Luego creó el equivalente a un teléfono improvisado con tazas, conectando agujeros negros con un agujero de gusano, un túnel a través del espacio-tiempo propuesto por primera vez por Einstein y Nathan Rosen en 1935. Maldacena buscaba una manera de crear el equivalente de dicha conexión espacio-temporal en las etiquetas de las latas. Se dio cuenta de que el truco era la confusión.

Como un agujero de gusano, el entrelazamiento cuántico vincula objetos que no tienen una relación obvia. El mundo cuántico es un lugar confuso: un electrón puede girar en ambas direcciones al mismo tiempo, estando en un estado de superposición, hasta que las mediciones proporcionen una respuesta precisa. Pero si dos electrones están entrelazados, medir el espín de uno permite al experimentador conocer el espín del otro electrón, incluso si el electrón asociado está en un estado de superposición. Este enlace cuántico permanece incluso si los electrones están separados por metros, kilómetros o años luz.

Maldacena demostró que al entrelazar partículas de una etiqueta con partículas de otra, se puede describir perfectamente la conexión de latas con un agujero de gusano en mecánica cuántica. En el contexto del principio holográfico, el entrelazamiento equivale a unir físicamente trozos de espacio-tiempo.

Inspirado por esta conexión entre el entrelazamiento y el espacio-tiempo, Van Raamsdonk se preguntó qué papel podría desempeñar el entrelazamiento en la configuración del espacio-tiempo. Presentó la etiqueta más limpia en una lata de sopa cuántica: blanca, correspondiente a un disco vacío de espacio anti-De-Sitter. Pero sabía que, según los fundamentos de la mecánica cuántica, el espacio vacío nunca estaría completamente vacío. Está lleno de pares de partículas que flotan y desaparecen. Y estas partículas fugaces están enredadas.

Entonces Van Raamsdonk dibujó una bisectriz imaginaria en una etiqueta holográfica y luego rompió matemáticamente el entrelazamiento cuántico entre las partículas de una mitad de la etiqueta y las partículas de la otra. Encontró que el disco correspondiente del espacio anti-de Sitter comenzó a dividirse por la mitad. Como si las partículas enredadas fueran los ganchos que mantienen en su lugar la red del espacio y el tiempo; sin ellos, el espacio-tiempo se desmorona. A medida que Van Raamsdonk redujo el grado de enredo, la parte del espacio conectada a las regiones divididas se volvió más delgada, como un hilo de goma que se extiende desde un chicle.

"Me hizo pensar que la presencia del espacio comienza con la presencia del entrelazamiento".

Fue una declaración audaz, y tomó tiempo para que el trabajo de Van Raamsdonk, publicado en General Relativity and Gravitation en 2010, ganara atención seria. El fuego del interés se encendió ya en 2012, cuando cuatro físicos de la Universidad de California en Santa Bárbara escribieron un artículo desafiando la sabiduría convencional sobre el horizonte de sucesos, el punto de no retorno del agujero negro.

La verdad oculta por el cortafuegos

En la década de 1970, el físico teórico Stephen Hawking demostró que pares de partículas entrelazadas (las mismas que Van Raamsdonk analizó más tarde en su frontera cuántica) podían desintegrarse en el horizonte de sucesos. Uno cae en el agujero negro, mientras que el otro escapa junto con la llamada radiación de Hawking. Este proceso socava gradualmente la masa del agujero negro y finalmente conduce a su muerte. Pero si los agujeros negros desaparecen, también debería desaparecer el registro de todo lo que cayó en ellos. La teoría cuántica dice que la información no se puede destruir.

En la década de 1990, varios físicos teóricos, incluido Leonard Susskind de Stanford, habían encontrado una solución a este problema. Sí, dijeron, la materia y la energía caen en un agujero negro. Pero desde el punto de vista de un observador externo, este material nunca cruza el horizonte de sucesos; parece estar al borde del abismo. Como resultado, el horizonte de sucesos se convierte en un límite holográfico que contiene toda la información sobre el espacio dentro del agujero negro. Finalmente, cuando el agujero negro se evapora, esta información se filtra en forma de radiación de Hawking. En principio, un observador puede recoger esta radiación y recuperar toda la información sobre el interior de un agujero negro.

En su artículo de 2012, los físicos Ahmed Almheiri, Donald Marolph, James Sully y Joseph Polchinsky afirmaron que algo anda mal en esta imagen. Para un observador que intenta armar el rompecabezas de lo que hay dentro de un agujero negro, señaló uno, todas las piezas separadas del rompecabezas (las partículas de la radiación de Hawking) deben estar entrelazadas entre sí. Además, cada partícula de Hawking debe estar entrelazada con su compañera original, que cayó en el agujero negro.

Desafortunadamente, la confusión por sí sola no es suficiente. La teoría cuántica afirma que para que exista entrelazamiento entre todas las partículas fuera del agujero negro, se debe excluir el entrelazamiento de estas partículas con las partículas dentro del agujero negro. Además, los físicos han descubierto que romper uno de los entrelazamientos crearía un muro de energía impenetrable, el llamado cortafuegos, en el horizonte de sucesos.

Muchos físicos han dudado de que los agujeros negros realmente evaporen todo lo que intenta entrar. Pero la mera posibilidad de la existencia de un cortafuegos genera pensamientos inquietantes. Anteriormente, los físicos ya habían pensado en cómo se ve el espacio dentro de un agujero negro. Ahora no están seguros de si los agujeros negros tienen este "interior" en absoluto. Todo el mundo parece haberse reconciliado, señala Preskill.

Pero Susskind no se resignó. Pasó años intentando demostrar que la información no desaparece dentro de un agujero negro; hoy también está convencido de que la idea de un cortafuegos es errónea, aunque todavía no ha podido demostrarlo. Un día recibió una carta críptica de Maldacena: "No había mucho en ella", dice Susskind. - Sólo ER = EPR. Maldacena, ahora en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, reflexionó sobre su trabajo con las latas de sopa de 2001 y se preguntó si los agujeros de gusano podrían resolver la mezcolanza de entrelazamientos generada por el problema del cortafuegos. Susskind rápidamente captó la idea.

En un artículo publicado en la revista alemana Fortschritte der Physik en 2013, Maldacena y Susskind afirmaron que un agujero de gusano -técnicamente un puente de Einstein-Rosen, o ER- es el equivalente espaciotemporal del entrelazamiento cuántico. (Por EPR se entiende el experimento de Einstein-Podolsky-Rosen, que supuestamente disiparía el mitológico entrelazamiento cuántico). Esto significa que cada partícula de radiación de Hawking, sin importar qué tan lejos esté de su origen, está conectada directamente con el interior del agujero negro a través de un corto camino a través del espacio-tiempo.

"Si te mueves a través de un agujero de gusano, las cosas que están muy lejos no lo están tanto", dice Susskind.

Susskind y Maldacena propusieron recolectar todas las partículas de Hawking y juntarlas hasta que colapsen en un agujero negro. Este agujero negro estaría entrelazado y, por lo tanto, conectado mediante un agujero de gusano al agujero negro original. Este truco convirtió la maraña de partículas de Hawking, paradójicamente entrelazadas con el agujero negro y entre sí, en dos agujeros negros conectados por un agujero de gusano. La sobrecarga de confusión se resolvió y el problema del firewall terminó.

No todos los científicos se han subido al carro del tranvía ER = EPR. Susskind y Maldacena reconocen que todavía les queda mucho trabajo por hacer para demostrar que los agujeros de gusano y el entrelazamiento son equivalentes. Pero después de reflexionar sobre las implicaciones de la paradoja del cortafuegos, muchos físicos coinciden en que el espacio-tiempo dentro de un agujero negro debe su existencia al entrelazamiento con la radiación exterior. Esta es una idea importante, señala Preskill, porque también significa que todo el tejido del espacio-tiempo en el universo, incluida la zona que ocupamos, es producto de una acción cuántica macabra.

computadora espacial

Una cosa es decir que el universo construye el espacio-tiempo mediante entrelazamiento; otra muy distinta es mostrar cómo lo hace el universo. Preskill y sus colegas abordaron esta difícil tarea y decidieron considerar el cosmos como una colosal computadora cuántica. Durante casi veinte años, los científicos han estado construyendo computadoras cuánticas, que utilizan información codificada en elementos entrelazados como fotones o circuitos diminutos para resolver problemas que las computadoras tradicionales no pueden. El equipo de Preskill está utilizando el conocimiento adquirido en estos intentos para predecir cómo los detalles individuales dentro de una lata de sopa se traducirían en una etiqueta llena de enredos.

Los ordenadores cuánticos funcionan mediante componentes que se encuentran en superposición de estados como soportes de datos: pueden ser ceros y unos al mismo tiempo. Pero el estado de superposición es muy frágil. El exceso de calor, por ejemplo, puede destruir un estado y toda la información cuántica contenida en él. Esta pérdida de información, que Preskill compara con las páginas rotas de un libro, parece inevitable.

Pero los físicos respondieron creando un protocolo para la corrección de errores cuánticos. En lugar de depender de una sola partícula para almacenar un bit cuántico, los científicos dividen los datos en múltiples partículas entrelazadas. Un libro escrito en el lenguaje de la corrección de errores cuánticos estaría lleno de galimatías, dice Preskill, pero todo su contenido podría recuperarse incluso si la mitad de las páginas desaparecieran.

La corrección de errores cuánticos ha atraído mucha atención en los últimos años, pero ahora Preskill y sus colegas sospechan que la naturaleza inventó este sistema hace mucho tiempo. En junio, en el Journal of High Energy Physics, Preskill y su equipo mostraron cómo el entrelazamiento de muchas partículas en un límite holográfico describe perfectamente una sola partícula atraída por la gravedad dentro de un trozo de espacio anti-de Sitter. Maldacena afirma que este hallazgo podría conducir a una mejor comprensión de cómo un holograma codifica todos los detalles del espacio-tiempo que lo rodea.

Los físicos reconocen que a sus especulaciones les queda un largo camino por recorrer para coincidir con la realidad. Si bien el espacio anti-de Sitter ofrece a los físicos la ventaja de trabajar con un límite bien definido, el universo no tiene una etiqueta tan clara en una lata de sopa. El tejido espacio-temporal del cosmos se ha ido expandiendo desde el Big Bang y continúa haciéndolo a un ritmo cada vez mayor. Si envías un rayo de luz al espacio, no dará la vuelta ni regresará; él volará. "No está claro cómo definir la teoría holográfica de nuestro universo", escribió Maldacena en 2005. "Simplemente no hay un buen lugar para colocar un holograma".

Sin embargo, por muy extraños que puedan parecer todos estos hologramas, latas de sopa y agujeros de gusano, podrían ser caminos prometedores que conduzcan a la fusión de actividades cuánticas espeluznantes con la geometría del espacio-tiempo. En su trabajo sobre los agujeros de gusano, Einstein y Rosen discutieron posibles implicaciones cuánticas, pero no conectaron con su trabajo anterior sobre el entrelazamiento. Hoy en día, esta conexión puede ayudar a unificar la mecánica cuántica de la relatividad general en una teoría de la gravedad cuántica. Armados con esta teoría, los físicos podrían resolver los misterios del estado del joven Universo, cuando la materia y la energía caben en un punto infinitamente pequeño del espacio. publicado

El follaje dorado de los árboles brillaba intensamente. Los rayos del sol de la tarde tocaban las puntas adelgazadas. La luz atravesó las ramas y protagonizó un espectáculo de figuras extrañas que parpadeaban en la pared de la "kapterka" de la universidad.

La mirada pensativa de Sir Hamilton se movió lentamente, observando el juego de claroscuros. En la cabeza del matemático irlandés había un auténtico crisol de pensamientos, ideas y conclusiones. Sabía muy bien que la explicación de muchos fenómenos mediante la mecánica newtoniana es como un juego de sombras en la pared, que entrelaza engañosamente figuras y deja muchas preguntas sin respuesta. “Tal vez sea una onda… o tal vez sea una corriente de partículas”, reflexionó el científico, “o la luz es una manifestación de ambos fenómenos. Como figuras tejidas a partir de sombras y luces.

El comienzo de la física cuántica.

Es interesante observar a grandes personas y tratar de comprender cómo nacen grandes ideas que cambian el curso de la evolución de toda la humanidad. Hamilton es uno de los que estuvo en los orígenes del nacimiento. física cuántica. Cincuenta años después, a principios del siglo XX, muchos científicos se dedicaban al estudio de las partículas elementales. El conocimiento adquirido fue inconsistente y no compilado. Sin embargo, se dieron los primeros pasos vacilantes.

Comprender el micromundo a principios del siglo XX

En 1901 se presentó el primer modelo del átomo y se demostró su fallo, desde el punto de vista de la electrodinámica ordinaria. Durante el mismo período, Max Planck y Niels Bohr publicaron numerosos trabajos sobre la naturaleza del átomo. A pesar de su arduo trabajo, no se logró una comprensión completa de la estructura del átomo.

Unos años más tarde, en 1905, un científico alemán poco conocido, Albert Einstein, publicó un informe sobre la posibilidad de la existencia de un cuanto de luz en dos estados: ondulatorio y corpuscular (partículas). En su trabajo se dieron argumentos que explican el motivo del fracaso del modelo. Sin embargo, la visión de Einstein estaba limitada por la antigua comprensión del modelo del átomo.

Después de numerosos trabajos de Niels Bohr y sus colegas en 1925, nació una nueva dirección: una especie de mecánica cuántica. La expresión común: "mecánica cuántica" apareció treinta años después.

¿Qué sabemos sobre los cuantos y sus peculiaridades?

Hoy en día, la física cuántica ha ido bastante lejos. Se han descubierto muchos fenómenos diferentes. Pero ¿qué sabemos realmente? La respuesta la presenta un científico moderno. "Se puede creer en la física cuántica o no entenderla", es la definición. Piénselo usted mismo. Bastará mencionar un fenómeno como el entrelazamiento cuántico de partículas. Este fenómeno ha sumido al mundo científico en una situación de completo desconcierto. Aún más sorprendente fue que la paradoja resultante es incompatible con Einstein.

El efecto del entrelazamiento cuántico de fotones se discutió por primera vez en 1927 en el quinto Congreso Solvay. Surgió una acalorada discusión entre Niels Bohr y Einstein. La paradoja del entrelazamiento cuántico ha cambiado por completo la comprensión de la esencia del mundo material.

Se sabe que todos los cuerpos están formados por partículas elementales. En consecuencia, todos los fenómenos de la mecánica cuántica se reflejan en el mundo ordinario. Niels Bohr dijo que si no miramos a la luna, entonces ésta no existe. Einstein consideró que esto era irrazonable y creía que el objeto existe independientemente del observador.

Al estudiar los problemas de la mecánica cuántica, uno debe comprender que sus mecanismos y leyes están interconectados y no obedecen a la física clásica. Intentemos comprender el área más controvertida: el entrelazamiento cuántico de partículas.

La teoría del entrelazamiento cuántico.

Para empezar, conviene entender que la física cuántica es como un pozo sin fondo en el que puedes encontrar todo lo que quieras. El fenómeno del entrelazamiento cuántico a principios del siglo pasado fue estudiado por Einstein, Bohr, Maxwell, Boyle, Bell, Planck y muchos otros físicos. A lo largo del siglo XX, miles de científicos de todo el mundo lo estudiaron y experimentaron activamente.

El mundo está sujeto a las estrictas leyes de la física.

¿A qué se debe tanto interés por las paradojas de la mecánica cuántica? Todo es muy simple: vivimos obedeciendo ciertas leyes del mundo físico. La capacidad de "evitar" la predestinación abre una puerta mágica detrás de la cual todo se vuelve posible. Por ejemplo, el concepto del "gato de Schrödinger" conduce al control de la materia. También será posible teletransportar información, lo que provoca el entrelazamiento cuántico. La transmisión de información será instantánea, independientemente de la distancia.
Este tema aún está en estudio, pero tiene una tendencia positiva.

Analogía y comprensión

¿Qué tiene de especial el entrelazamiento cuántico, cómo entenderlo y qué sucede con él? Intentemos resolverlo. Esto requerirá algún experimento mental. Imagina que tienes dos cajas en tus manos. Cada uno de ellos contiene una bola con una raya. Ahora le damos una caja al astronauta y él vuela a Marte. Tan pronto como abras la caja y veas que la raya de la pelota es horizontal, en la otra caja la pelota automáticamente tendrá una raya vertical. Esto será un entrelazamiento cuántico. en palabras simples pronunciado: un objeto predetermina la posición de otro.

Sin embargo, debe entenderse que esto es sólo una explicación superficial. Para conseguir el entrelazamiento cuántico, es necesario que las partículas tengan el mismo origen, como gemelas.

Es muy importante comprender que el experimento se verá interrumpido si alguien antes que usted tuvo la oportunidad de mirar al menos uno de los objetos.

¿Dónde se puede utilizar el entrelazamiento cuántico?

El principio de entrelazamiento cuántico se puede utilizar para transferir información a largas distancias instantáneamente. Esta conclusión contradice la teoría de la relatividad de Einstein. Se dice que la velocidad máxima de movimiento es inherente sólo a la luz: trescientos mil kilómetros por segundo. Esta transferencia de información hace posible la existencia de teletransportación física.

Todo en el mundo es información, incluida la materia. Los físicos cuánticos llegaron a esta conclusión. En 2008, basándose en una base de datos teórica, fue posible ver el entrelazamiento cuántico a simple vista.

Esto indica una vez más que estamos al borde de grandes descubrimientos: el movimiento en el espacio y el tiempo. El tiempo en el Universo es discreto, por lo que el movimiento instantáneo a grandes distancias permite alcanzar diferentes densidades de tiempo (basado en las hipótesis de Einstein, Bohr). Quizás en el futuro sea una realidad como lo es hoy el teléfono móvil.

Dinámica del éter y entrelazamiento cuántico.

Según algunos científicos destacados, el entrelazamiento cuántico se explica por el hecho de que el espacio está lleno de una especie de éter: la materia negra. Cualquier partícula elemental, como sabemos, existe en forma de onda y corpúsculo (partícula). Algunos científicos creen que todas las partículas se encuentran en el "lienzo" de la energía oscura. Esto no es fácil de entender. Intentemos resolverlo de otra manera: el método de asociación.

Imagínate a la orilla del mar. Brisa ligera y una ligera brisa. ¿Ves las olas? Y en algún lugar a lo lejos, en los reflejos de los rayos del sol, se ve un velero.
El barco será nuestra partícula elemental y el mar será el éter (energía oscura).
El mar puede estar en movimiento en forma de olas visibles y gotas de agua. De la misma manera, todas las partículas elementales pueden ser simplemente un mar (su parte integral) o una partícula separada: una gota.

Este es un ejemplo simplificado, todo es algo más complicado. Las partículas sin la presencia de un observador tienen forma de onda y no tienen una ubicación específica.

El velero blanco es un objeto distinguido, se diferencia de la superficie y estructura del agua del mar. De la misma manera, hay "picos" en el océano de energía que podemos percibir como una manifestación de las fuerzas que conocemos y que han dado forma a la parte material del mundo.

El micromundo vive según sus propias leyes.

El principio del entrelazamiento cuántico se puede entender si tenemos en cuenta el hecho de que las partículas elementales tienen forma de ondas. Sin una ubicación y características específicas, ambas partículas se encuentran en un océano de energía. En el momento en que aparece el observador, la ola se “convierte” en un objeto accesible al tacto. La segunda partícula, observando el sistema de equilibrio, adquiere propiedades opuestas.

El artículo descrito no está dirigido a espaciosos. descripciones científicas mundo cuántico. Posibilidad de reflexión persona ordinaria basado en la disponibilidad de comprensión del material presentado.

La física de partículas elementales estudia el entrelazamiento de estados cuánticos basándose en el giro (rotación) de una partícula elemental.

En lenguaje científico (simplificado), el entrelazamiento cuántico se define por diferentes espines. En el proceso de observación de objetos, los científicos vieron que solo pueden existir dos espines: a lo largo y a lo ancho. Curiosamente, en otras posiciones las partículas no “posen” para el observador.

Nueva hipótesis: una nueva visión del mundo.

El estudio del microcosmos, el espacio de las partículas elementales, dio lugar a muchas hipótesis y suposiciones. El efecto del entrelazamiento cuántico llevó a los científicos a pensar en la existencia de algún tipo de microred cuántica. En su opinión, en cada nodo, el punto de intersección, hay un cuanto. Toda energía es una red integral, y la manifestación y el movimiento de partículas sólo es posible a través de los nodos de la red.

El tamaño de la "ventana" de dicha rejilla es bastante pequeño y la medida equipo moderno imposible. Sin embargo, para confirmar o refutar esta hipótesis, los científicos decidieron estudiar el movimiento de los fotones en una red cuántica espacial. La conclusión es que un fotón puede moverse en línea recta o en zigzag, a lo largo de la diagonal de la red. En el segundo caso, habiendo superado una distancia mayor, gastará más energía. En consecuencia, se diferenciará de un fotón que se mueve en línea recta.

Quizás, con el tiempo, aprendamos que vivimos en una red cuántica espacial. O esta suposición puede ser errónea. Sin embargo, es el principio de entrelazamiento cuántico el que indica la posibilidad de la existencia de una red.

si hablar lenguaje simple, entonces, en un hipotético "cubo" espacial, la definición de una cara tiene un significado claramente opuesto al de la otra. Éste es el principio de preservar la estructura del espacio-tiempo.

Epílogo

Para comprender el mágico y misterioso mundo de la física cuántica, vale la pena observar de cerca el desarrollo de la ciencia durante los últimos quinientos años. Solía ​​ser que la Tierra era plana, no esférica. La razón es obvia: si tomas su forma redonda, el agua y las personas no podrán resistirse.

Como podemos ver, el problema existía en ausencia de una visión completa de todos fuerzas activas. Es posible que ciencia moderna Para comprender la física cuántica no basta con ver todas las fuerzas que actúan. Las lagunas de visión dan lugar a un sistema de contradicciones y paradojas. Quizás el mundo mágico de la mecánica cuántica contenga las respuestas a las preguntas planteadas.

Si aún no te han impresionado las maravillas de la física cuántica, después de este artículo tu forma de pensar seguramente cambiará. Hoy os contaré qué es el entrelazamiento cuántico, pero con palabras sencillas, para que cualquiera pueda entender qué es.

El enredo como conexión mágica

Después de que se descubrieron los efectos inusuales que ocurren en el microcosmos, los científicos llegaron a una suposición teórica interesante. Se deriva precisamente de los fundamentos de la teoría cuántica.

En el pasado hablé de cómo el electrón se comporta de manera muy extraña.

Pero el entrelazamiento de partículas elementales cuánticas generalmente contradice cualquier sentido común, va más allá de cualquier comprensión.

Si interactuaron entre sí, después de la separación, queda una conexión mágica entre ellos, incluso si están separados por una distancia arbitrariamente grande.

Mágico en el sentido de que la información entre ellos se transmite instantáneamente.

Como se sabe por la mecánica cuántica, una partícula antes de la medición está en superposición, es decir, tiene varios parámetros a la vez, está borrosa en el espacio y no tiene un valor de espín exacto. Si se realiza una medición en una de un par de partículas que previamente interactuaron, es decir, la función de onda colapsa, entonces la segunda responde inmediatamente e instantáneamente a esta medición. No importa qué tan lejos estén. Fantasía, ¿no?

Como se sabe por la teoría de la relatividad de Einstein, nada puede superar la velocidad de la luz. Para que la información llegue de una partícula a la segunda es necesario al menos pasar el tiempo que tarda la luz en viajar. Pero una partícula reacciona instantáneamente a la medición de la segunda. La información a la velocidad de la luz le habría llegado más tarde. Todo esto no encaja en el sentido común.

Si dividimos un par de partículas elementales por cero parámetro común giro, entonces uno debe tener un giro negativo y el segundo positivo. Pero antes de la medición, el valor del espín está superpuesto. Tan pronto como medimos el espín de la primera partícula, vimos que tiene un valor positivo, por lo que inmediatamente la segunda adquiere un espín negativo. Si, por el contrario, la primera partícula adquiere un valor de espín negativo, entonces la segunda adquiere instantáneamente un valor positivo.

O tal analogía.

Tenemos dos bolas. Uno es negro, el otro es blanco. Los cubrimos con vasos opacos, no podemos ver cuál es cuál. Interferimos como en el juego de los dedales.

Si abres un vaso y ves que hay una bola blanca, entonces el segundo vaso es negro. Pero al principio no sabemos cuál es cuál.

Lo mismo ocurre con las partículas elementales. Pero antes de que los mires, están en superposición. Antes de medir, las bolas parecen incoloras. Pero habiendo destruido la superposición de una bola y viendo que es blanca, la segunda inmediatamente se vuelve negra. Y esto sucede instantáneamente, ya sea que haya al menos una bola en el suelo y la segunda en otra galaxia. Para que la luz llegue de una bola a otra en nuestro caso, digamos que se necesitan cientos de años, y la segunda bola se entera de que se hizo una medición en la segunda, repito, al instante. Hay confusión entre ellos.

Está claro que Einstein y muchos otros físicos no aceptaron tal resultado de los acontecimientos, es decir, el entrelazamiento cuántico. Consideró que las conclusiones de la física cuántica eran incorrectas, incompletas y supuso que faltaban algunas variables ocultas.

Por el contrario, la paradoja de Einstein descrita anteriormente fue inventada para demostrar que las conclusiones de la mecánica cuántica no son correctas, porque el entrelazamiento es contrario al sentido común.

Esta paradoja se llamó paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen, abreviada como paradoja EPR.

Pero los experimentos posteriores con entrelazamiento realizados por A. Aspect y otros científicos demostraron que Einstein estaba equivocado. El entrelazamiento cuántico existe.

Y éstas ya no eran suposiciones teóricas que surgían de las ecuaciones, sino hechos reales de muchos experimentos sobre entrelazamiento cuántico. Los científicos vieron esto en vivo y Einstein murió sin saber la verdad.

Las partículas realmente interactúan instantáneamente, las restricciones a la velocidad de la luz no son un obstáculo para ellas. El mundo resultó ser mucho más interesante y complejo.

Con el entrelazamiento cuántico, repito, hay una transferencia instantánea de información, se forma una conexión mágica.

¿Pero como puede ser ésto?

La física cuántica actual responde a esta pregunta de forma elegante. Hay comunicación instantánea entre partículas, no porque la información se transfiera muy rápidamente, sino porque en un nivel más profundo simplemente no están separadas, sino que siguen juntas. Están en el llamado entrelazamiento cuántico.

Es decir, un estado de confusión es un estado del sistema en el que, según algunos parámetros o valores, no se puede dividir en partes separadas y completamente independientes.

Por ejemplo, los electrones después de la interacción pueden estar separados por una gran distancia en el espacio, pero sus espines aún están juntos. Por lo tanto, durante los experimentos, los espines coinciden instantáneamente entre sí.

¿Entiendes a dónde lleva esto?

El conocimiento actual de la física cuántica moderna basado en la teoría de la decoherencia se reduce a una cosa.

Hay una realidad más profunda y no manifiesta. Y lo que observamos como un mundo clásico familiar es sólo una pequeña parte, un caso especial de una realidad cuántica más fundamental.

No contiene espacio, tiempo ni parámetros de partículas, sino sólo información sobre ellas, la posibilidad potencial de su manifestación.

Es este hecho el que explica de manera elegante y sencilla por qué ocurren el colapso de la función de onda, considerado en el artículo anterior, el entrelazamiento cuántico y otras maravillas del microcosmos.

Hoy, cuando se habla de entrelazamiento cuántico, se recuerda el otro mundo.

Es decir, en un nivel más fundamental, una partícula elemental no se manifiesta. Está ubicado simultáneamente en varios puntos del espacio, tiene varios valores de espín.

Luego, según algunos parámetros, puede manifestarse en nuestro mundo clásico durante la medición. En el experimento discutido anteriormente, dos partículas ya tienen un valor de coordenadas espacial específico, pero sus espines todavía están en la realidad cuántica, no manifestados. No hay espacio ni tiempo, por lo que los espines de las partículas están bloqueados, a pesar de la enorme distancia que los separa.

Y cuando observamos qué espín tiene una partícula, es decir, hacemos una medición, en cierto modo sacamos el espín de la realidad cuántica y lo llevamos a nuestro mundo ordinario. Y nos parece que las partículas intercambian información instantáneamente. Es sólo que seguían juntos en un parámetro, aunque estaban muy separados. Su separación es en realidad una ilusión.

Todo esto parece extraño, inusual, pero este hecho ya ha sido confirmado por muchos experimentos. Las computadoras cuánticas se basan en entrelazamientos mágicos.

La realidad resultó ser mucho más compleja e interesante.

El principio del entrelazamiento cuántico no encaja con nuestra visión habitual del mundo.

Así explica el físico y científico D.Bohm el entrelazamiento cuántico.

Digamos que estamos observando peces en un acuario. Pero, debido a algunas restricciones, no podemos mirar el acuario tal como es, sino sólo sus proyecciones, filmadas con dos cámaras en la parte frontal y lateral. Es decir, miramos los peces, mirando dos televisores. El pez nos parece diferente cuando lo fotografiamos con una cámara de frente y la otra de perfil. Pero, milagrosamente, sus movimientos son claramente consistentes. Tan pronto como el pez de la primera pantalla gira, la segunda también gira instantáneamente. Nos sorprendemos al no darnos cuenta de que se trata del mismo pez.

Lo mismo ocurre en un experimento cuántico con dos partículas. Debido a sus limitaciones, nos parece que los espines de dos partículas que previamente interactuaban son independientes entre sí, porque ahora las partículas están lejos una de la otra. Pero en realidad siguen juntos, pero en una realidad cuántica, en una fuente no local. Simplemente no miramos la realidad como realmente es, sino con una distorsión, en el marco de la física clásica.

Teletransportación cuántica en términos simples

Cuando los científicos aprendieron sobre el entrelazamiento cuántico y la transferencia instantánea de información, muchos se preguntaron: ¿es posible la teletransportación?

Resultó ser realmente posible.

Ya se han realizado muchos experimentos sobre teletransportación.

La esencia del método se puede entender fácilmente si comprendes principio general confusión.

Hay una partícula, por ejemplo, un electrón A y dos pares de electrones B y C entrelazados. El electrón A y el par B, C están en diferentes puntos del espacio, por muy lejos que estén. Y ahora conviertamos las partículas A y B en entrelazamiento cuántico, es decir, combinémoslas. Ahora C se vuelve exactamente igual que A, porque su estado general no cambia. Es decir, la partícula A es, por así decirlo, teletransportada a la partícula C.

Hoy en día se han llevado a cabo experimentos de teletransportación más complejos.

Por supuesto, todos los experimentos hasta ahora se han llevado a cabo sólo con partículas elementales. Pero hay que admitir que es increíble. Al fin y al cabo, todos estamos formados por las mismas partículas; los científicos afirman que, en teoría, el teletransporte de macroobjetos no es diferente. Sólo es necesario resolver muchos problemas técnicos, y esto es sólo cuestión de tiempo. Quizás, en su desarrollo, la humanidad alcance la capacidad de teletransportar objetos de gran tamaño, e incluso a la propia persona.

realidad cuántica

El entrelazamiento cuántico es integridad, continuidad, unidad a un nivel más profundo.

Si, según algunos parámetros, las partículas están en entrelazamiento cuántico, entonces, según estos parámetros, simplemente no se pueden dividir en partes separadas. Son interdependientes. Tales propiedades son simplemente fantásticas desde el punto de vista del mundo familiar, trascendentes, se podría decir de otro mundo y trascendentes. Pero éste es un hecho del que no hay escapatoria. Es hora de reconocerlo.

¿Pero adónde lleva todo esto?

Resulta que muchas enseñanzas espirituales de la humanidad han hablado durante mucho tiempo sobre este estado de cosas.

El mundo que vemos, compuesto de objetos materiales, no es la base de la realidad, sino sólo una pequeña parte de ella y no la más importante. Hay una realidad trascendente que fija, determina todo lo que sucede a nuestro mundo, y por tanto a nosotros.

Es allí donde se encuentran las verdaderas respuestas a las eternas preguntas sobre el sentido de la vida, el verdadero desarrollo de una persona, la búsqueda de la felicidad y la salud.

Y estas no son palabras vacías.

Todo esto lleva a repensar los valores de la vida, a comprender que, aparte de la búsqueda insensata de bienes materiales, hay algo más importante y elevado. Y esta realidad no está ahí afuera, nos rodea por todas partes, nos impregna, está, como dicen, "a nuestro alcance".

Pero hablemos de ello en los próximos artículos.

Ahora mira un vídeo sobre el entrelazamiento cuántico.

Estamos pasando sin problemas del entrelazamiento cuántico a la teoría. Más sobre esto en el próximo artículo.

El entrelazamiento cuántico, o "acción espeluznante a distancia", como la llamó Albert Einstein, es un fenómeno de la mecánica cuántica en el que los estados cuánticos de dos o más objetos se vuelven interdependientes. Esta dependencia se mantiene incluso si los objetos están alejados unos de otros durante muchos kilómetros. Por ejemplo, puedes entrelazar un par de fotones, llevar uno de ellos a otra galaxia y luego medir el giro del segundo fotón, y será opuesto al giro del primer fotón, y viceversa. Están intentando adaptar el entrelazamiento cuántico para la transmisión instantánea de datos a distancias gigantescas, o incluso para la teletransportación.

Las computadoras modernas brindan muchas oportunidades para modelar una variedad de situaciones. Sin embargo, cualquier cálculo será hasta cierto punto "lineal", ya que obedece a algoritmos bien definidos y no puede desviarse de ellos. Y este sistema no permite simular mecanismos complejos en los que la aleatoriedad es un fenómeno casi constante. Esta es una simulación de la vida. ¿Y qué dispositivo podría permitirle fabricar? ¡Computadora cuántica! Fue en una de estas máquinas donde se lanzó el proyecto más grande para simular la vida cuántica.