“A menudo he visto un gato sin una sonrisa”, pensó Alice. “¡Pero una sonrisa sin un gato! ¡Es la cosa más curiosa que he visto en toda mi vida!”
Es una experiencia eminente físico Yakir Aharonov puede relacionarse con. Junto con su compañero físico israelí Daniel Rohrlich, ha mostrado teóricamente cómo una partícula puede mostrar su cara en una esquina de un experimento sin necesidad de su cuerpo en ningún lugar a la vista.
Para ser más precisos, su análisis argumenta que la información podría transferirse entre dos puntos sin un intercambio de partículas.
Las fechas de la teoría volver a 2013 cuando investigadores con sede en los EE. UU. y Arabia Saudita sugirieron una especie de efecto de congelación
“Lo encontramos extremadamente interesante: la posibilidad de comunicación sin que nada pase entre las dos personas que se comunican entre sí”, Aharonov le explicó a Anna Demming en Phys.org.
“Y queríamos ver si podíamos entenderlo mejor”.
El modelo experimental en el que basan sus cálculos es sorprendentemente simple.
Piense en un pasillo con un extremo cubierto por una puerta con espejos. En la física cuántica, donde los objetos no se definen hasta que se observan, la puerta está abierta y cerrada hasta que se ve, no muy diferente al gato condenado en el experimento mental propuesto por Schrödinger.
Si una partícula fuera enviada por el pasillo, su destino también sería un borrón de posibilidad hasta que se conociera su viaje. Reflejaría y no reflejaría. Pasa y no pasa.
Eso es porque la onda de posibilidad de la partícula tiene características de cualquier onda física. Hay crestas y valles que gobiernan las posibilidades de que la partícula se encuentre en algún lugar, y etapas a medida que evoluciona con el tiempo.
En pocas palabras, una parte de la fase de la partícula que describe su momento angular, o girar
Incluso cuando la partícula en sí no debería estar cerca de ese extremo del corredor, Aharonov y Rorlich descubrieron que es casi como si el impulso fuera capaz de alcanzar con un dedo fantasmal para tocar la puerta cerrada, antes de llevar un poco de información con eso.
Por lo general, no se sabe que las partículas suelten cosas como girar o cargar, para que se alejen y afecten un entorno distante, no se sabe más de lo que se sabe que permanece una sonrisa mientras una cara sale.
“Si estás hablando de un gato y su sonrisa, es muy extraño”. Rorlich le dijo a Demming en Phys.org.
“Pero, por supuesto, todo esto tiene que traducirse de nuevo en partículas elementales, y si una partícula elemental pierde su giro porque su giro va a otra parte, tal vez eso sea algo a lo que podamos acostumbrarnos”.
Aharonov no es ajeno al absurdo de la física cuántica similar al País de las Maravillas. Hace más de medio siglo, trabajó con el reconocido físico teórico David Bohm en un análisis que implica efectos no locales sobre partículas en campos electromagnéticos.
En lo que ahora se llama Efecto Aharonov-Bohm, una partícula cargada puede verse afectada por un potencial electromagnético incluso si está confinada a un área donde los campos magnético y eléctrico circundante son cero.
Piense en un barco de vela navegando cuando el océano está quieto y el aire está en calma. Por supuesto, ‘algo’ debe estar empujando el barco, se podría argumentar. Sin nada obvio que forzara su movimiento, sus ojos se moverían hacia el horizonte con una sensación de preguntarse qué más podría ser el responsable.
Lo que resulta ser ese efecto distante es tan desconcertante para los físicos cuánticos como para el resto de nosotros.
Para que las cosas se muevan, algo debe cruzar su ubicación y decirle en qué dirección cambiar o qué tan rápido. Las cosas no deciden por sí solas cómo actuar.
Y, sin embargo, ya vemos algunas acciones decididamente “espeluznantes” en la física cuántica que aún no se han explicado completamente. Las ondas ‘enredadas’ por una conexión pasada pueden resolverse instantáneamente en partículas discretas que se correlacionan entre sí, sin importar cuán distantes estén.
La explicación de Aharanov se basa en un concepto llamado impulso modular: una característica de las partículas que es difícil de apreciar en gran detalle sin una base sólida en las matemáticas de la teoría cuántica de campos.
Básicamente, a diferencia del impulso cotidiano, que podemos experimentar directamente en términos de disparar balas y burbujas flotantes, el impulso modular tiene su lugar en el mundo cuántico de las ondas de probabilidad, ya que se ondulan e interfieren entre sí a través del espacio.
Este no es el tipo de impulso que usaríamos para describir cómo un pinball rebota en una máquina. Pero es una especie de impulso que da a conocer su presencia en cómo calculamos las posibilidades de movimiento, incluso si las consecuencias de sus acciones son un poco más difíciles de imaginar.
“Aunque es muy sorprendente que las propiedades puedan dejar sus partículas, no es tan sorprendente como decir que no pasó nada y hubo un efecto”. Aharonov le dijo a Phys.org.
Las implicaciones prácticas, si las hubiera, podrían tener las bases estarán en manos de los futuros experimentos e ingenieros.
Para Aharonov y Rohrlich, el análisis apunta a resolver la noción de lo que significa que las partículas actúen localmente, lo que implica que sus propiedades, como la sonrisa petulante del gato de Cheshire, a veces pueden importar más que el paradero de su cuerpo.
Esta investigación fue publicada en Cartas de revisión física.
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