La Real Academia Sueca de Ciencias decidió otorgar el Premio Nobel de Física 2020 a los investigadores Alain Aspect, actualmente en la Universidad París Scalay, Francia, John Clauser, que dirige su propia compañía en Estados Unidos, y Anton Zeilinger, de la Universidad de Viena, Austria, “por experimentos con fotones entrelazados, estableciendo la violación de las desigualdades de Bell y siendo pioneros en la ciencia de la información cuántica”.
La física cuántica es una disciplina que desafía la percepción intuitiva del mundo que nos rodea, entre otras cosas porque explica fenómenos que suceden a escalas tan pequeñas que los sentidos deben ceder terreno al intelecto (aun cuando en nuestra percepción se dan cuantiosos fenómenos cuánticos).
Entre varios de los aspectos fascinantes de la física cuántica está el principio de incertidumbre de Heisenberg. Las partículas no están en un lugar y moviéndose a una velocidad determinada, sino que pueden estar en cualquiera de los lugares comprendidos por su función de onda. Es sólo cuando medimos una variable física -la velocidad o la posición, por ejemplo- que esa función de onda colapsa en una magnitud determinada. Y el principio de incertidumbre nos dice que cuando pretendemos determinar la posición de una partícula no podremos simultáneamente determinar su movimiento lineal. Esto tiene algo que ver con el entrelazamiento de partículas -y otras cosas- que llevó a Aspect, Clauser y Zellinger a ganar este año el Nobel.
Otra de las maravillas de la física cuántica es el concepto de entrelazamiento cuántico. Dos objetos de un sistema cuántico entrelazado tendrán sus distribuciones de probabilidad ligadas entre sí, de manera que si logra observar una determinada variable, generalmente en los experimentos los espines de los fotones, se podrá conocer instantáneamente qué le está sucediendo al otro. Cuando hay dos partículas entrelazadas, hay entonces una información cuántica que une los estados de ambas.
Esto, que podría parecer apenas una curiosidad teórica o motivo de fascinación para físicos, está llamando la atención fuera del campo porque, como dice el comunicado de la Academia Sueca, “los inefables efectos de la mecánica cuántica están comenzando a encontrar aplicaciones” y hoy existe “un gran campo de investigación que incluye computadoras cuánticas, redes cuánticas y comunicación segura con encriptado cuántico”. Para ello, los tres laureados han hecho aportes de relevancia.
No hay variables escondidas
John Clauser comenzó a trabajar con fotones entrelazados desde fines de la década de 1960 y, si bien puede resultar poco atractivo explicado en unas breves líneas como estas, demostró que el principio de inequidad de Bell no se aplicaba para lo que observaba, por lo que la mejor explicación venía por las predicciones de la mecánica cuántica y no por la aplicación de variables ocultas predeterminadas.
Alain Aspect retomó el trabajo de Clauser y junto con otros colegas refinó los experimentos con fotones entrelazados, y según la Academia Real Sueca de Ciencias, obtuvo un resultado claro: “La mecánica cuántica es correcta y no hay variables ocultas”.
Teletransporte
Para cualquiera que haya crecido mirando la serie Star Trek, el teletransportador que llevaba al capitán Kirk (o Picard, depende de la edad de quien lea) y a su tripulación de la nave hacia la superficie del planeta cercano era una de las fantasías tecnológicas que más nos gustaría ver materializada en la vida real. Y de cierta forma, gracias al trabajo desde 1997 de Anton Zeilinger y sus colegas, podemos decir que la teletransportación es un hecho. Claro que no nos teletransportamos seres humanos de un punto a otro, sino que se trata de una teletransportación cuántica. Utilizando el entrelazado cuántico, Zeilinger y sus colaboradores lograron transferir el estado cuántico de una partícula entrelazada a otra a la distancia.
De esta manera se sentaron las bases para “la intensa investigación en la ciencia de la información cuántica” en nuestros días. “Ser capaz de manipular y gestionar estados cuánticos y todas sus capas de propiedades nos da acceso a herramientas con un potencial inesperado” señalan desde el Comité de Física. “Esta es la base para la computación cuántica, la transferencia y el almacenamiento de información cuántica y los algoritmos para el cifrado cuántico. Actualmente se utilizan sistemas con más de dos partículas, todas ellas entrelazadas, que Anton Zeilinger y sus colegas fueron los primeros en explorar”, resumen.
¿Romper el entrelazamiento?
¿Acaso hay alguna variable oculta o un entrelazamiento cuántico que no tengamos presente entre los premios Nobel a las ciencias y los investigadores hombres, blancos y de universidades del hemisferio norte? Tanto este premio de Física compartido en partes iguales entre Aspect, Clauser y Zeilinger como el de Medicina que el lunes fue otorgado a Svante Pääbo son más que merecidos y de cierta forma reconocen grandes aportes al conocimiento. Pero aceptar que no hay investigadoras haciendo aportes tanto o más merecedores de una distinción se hace difícil. En ciencia tratar de eliminar los sesgos que interfieran con los resultados es una tarea más que necesaria. A la hora de premiar la ciencia debiera aplicarse un criterio similar. Mañana, miércoles, cuando se entregue el Nobel de Química, veremos si se logrará revertir un poco la situación.