¿Pueden nuestras elecciones futuras afectar a nuestro pasado?
Lo que hagas hoy podría afectar a lo que pasó ayer, esta es la
increíble conclusión de un experimento mental de física cuántica,
descrita en un artículo publicado por Yakir Aharonov, y sus colegas, de la Universidad de Tel Aviv, en Israel.
Suena imposible, de hecho puede estar violando uno de los principios
más preciados de la ciencia, la causalidad, pero los investigadores
dicen que las reglas del mundo cuántico conspiran para preservar la
causalidad "ocultando" la influencia de las futuras elecciones hasta
que esas decisiones hayan sido efectivamente realizadas.
Ocupando el corazón de esta idea está el fenómeno cuántico de "
no localidad",
en el que dos o más partículas existen en estados interrelacionados o
"entrelazados", algo que queda indeterminado hasta que se efectúa
la medición
de uno de ellos. Una vez que la medición se lleva a cabo, el estado de
la otra partícula instantáneamente también queda fijado, sin importar
lo lejos
que pueda estar. Albert Einstein, lo denominó "acción a distancia" en
1935, cuando argumentaba que la teoría
cuántica debe estar incompleta. Los experimentos modernos han
confirmado que esta 'acción instantánea', es de hecho, una realidad, y
ahora resulta clave para llevar las tecnologías cuánticas a la
práctica, como la
computación cuántica y la criptografía.
Aharonov y sus colaboradores, describen el experimento para un gran grupo
de las partículas entrelazadas. Y afirman que, bajo ciertas
condiciones, la elección del experimentador que mide los
estados de las partículas, se puede demostrar que afectan a los
estados que tenían las partículas en un tiempo anterior, cuando se hizo
una holgada medición. En efecto, la anterior medición "débil" se anticipa a la elección hecha en la posterior
medición "fuerte".
4D en lugar de 3D
Este trabajo se basa en una forma de pensar acerca del entrelazamiento, llamada
"
two-state vector formalism"
[formalismo vectorial de dos estados] (TSVF), propuesto por
Aharonov hace tres décadas. La TSVF considera las correlaciones entre
las partículas en un espacio-tiempo 4D, en lugar de un espacio 3D. "En
tres dimensiones, parece que existe alguna influencia milagrosa entre las dos
partículas distantes", dice el colega de Aharonov, Avshalom Elitzur,
del Instituto de Ciencia Weizmann en Rehovot, Israel. "Tomado el
espacio-tiempo como un todo, resulta una interacción continua que se
extiende entre los eventos pasados y futuros."
Aharonov
y su equipo, han descubierto ahora una implicación notable de
la TSVF que incide sobre la cuestión de en qué estado está una
partícula entre dos mediciones, una versión cuántica del famoso
acertijo de Einstein sobre cómo podemos estar seguros de que la Luna
está ahí sin mirarla.
¿Cómo podemos averiguar algo acerca de las partículas sin medirlas? La
TSVF
muestra que es posible llegar a esa información intermedia, haciendo
mediciones suficientemente "débiles" de un montón de partículas
entrelazadas, preparadas de la misma manera, y calculando un promedio
estadístico.
Medidas débiles
La teoría de la medición débil (la primera propuesta y desarrollada
por Aharonov y su grupo en 1988), establece que es posible "suave" o
"débilmente" medir un sistema cuántico, y obtener alguna
información acerca de una propiedad (digamos, la posición), sin
una alteración apreciable de una propiedad complementaria (
moméntum), y por tanto, de la evolución futura del sistema. Aunque la cantidad de
información obtenida por cada medida es muy pequeña, el promedio de múltiples
mediciones nos da una estimación precisa de la medida de una
propiedad sin distorsionar su valor final.
Cada medición débil puede decirnos algo acerca de las probabilidades de
los diferentes estados (el valor de espín arriba o abajo, por
ejemplo), aunque con un montón de errores, sin colapsar realmente a las
partículas en estados definidos, como sucedería con una medida fuerte.
"La medida débil cambia el estado medido e informa
sobre el estado localizado resultante", aclara Elitzur. "Pero hace esta labor de manera muy holgada, y el cambio que
ocasiona en el sistema es más débil que la información que ofrece."
Como resultado, explica Elitzur, "cada una medida débil, en sí
misma, no nos dice casi nada. Las mediciones proveen resultados fiables
sólo después de calcularlas todas. Entonces, los errores se cancelan y
se puede extraer alguna información sobre el conjunto como un todo."
En el experimento mental de los investigadores, los resultados de estas
mediciones débiles coinciden con los de las medidas más fuertes, en el cual
el experimentador elige libremente la orientación del espín a
medir, a pesar de que los estados de las partículas están todavía por
determinar tras las mediciones débiles. Lo que esto significa,
explica Elitzur, es que dentro de la TSVF "una partícula entre dos
mediciones posee los dos estados indicados por ambos, el pasado y el futuro".
La naturaleza es inquieta
El
problema es que, solamente añadiendo la información consiguiente desde
las medidas fuertes se pueden revelar lo que las mediciones
débiles estaban "en realidad" diciendo. La información ya estaba allí,
pero encriptada y sólo se expone en retrospectiva. Así que, la
causalidad se conserva, aunque no exactamente como normalmente la
conocemos. ¿Por qué existe esta censura no está claro, salvo desde una
perspectiva casi metafísica. "La naturaleza es conocida por ser muy
exigente para que nunca parezca inconsistente", comentó Elitzur. "Así
que no aprecia demasiado la causalidad abierta hacia atrás, la gente a
matar a
sus abuelos y así sucesivamente."
Elitzur dice que algunos especialistas en óptica cuántica han expresado
su interés en realizar este experimento en el laboratorio, y él
piensa que no debería ser más difícil que estudios anteriores de entrelazamiento.
Charles Bennett de IBM's T. J. Watson Research Center en Yorktown
Heights,
Nueva York, es un especialista en la teoría de
información cuántica, y no está muy convencido. Él ve la TSVF solamente
como una manera de visualizar resultados, y cree que los resultados
pueden ser interpretados sin
ninguna "causalidad retroactiva" aparente, por lo que los
autores están erigiendo un
hombre de paja (una falacia). "Para hacer que su
hombre de
paja se vea más fuerte, utilizan un lenguaje que oscurece la
diferencia crucial entre la comunicación y la correlación", señala. Y añade
que es como un experimento de criptografía cuántica, en la que el
emisor envía al receptor la clave de descifrado antes de enviar (o
incluso decidir sobre) el mensaje, y luego afirma que la clave es de
alguna manera una "anticipación" del mensaje.
Sin embargo, Aharonov y sus colegas, sospechan que sus hallazgos podrían
tener incluso consecuencias para el libre albedrío. "Nuestro grupo
sigue estando algo divididos sobre estas cuestiones filosóficas", dice
Elitzur. En opinión de Aharonov, la discusión "es algo talmúdica: todo lo que vamos a
hacer ya lo conoce Dios, pero tú todavía tienes la elección."
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Fuente: El estudio está disponible en el servidor de arXiv .
La traduccion es de Bitnavegantes..Pedro Donaire
- Imagen: ¿Elecciones futuras y consecuencias en el pasado?, PhysicsWorld.com
