El premio Nobel de Física de 2022 será para Alain Aspect, John F. Clauser y Anton Zeilinger

2022/10/04 Elhuyar Iturria: Elhuyar aldizkaria

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El enredo cuántico es un fenómeno fundamental de la mecánica cuántica. Pero ha habido largas discusiones en física hasta que se ha descubierto si era un fenómeno real. Los tres premiados han comprobado que el enredo cuántico es real e, incluso, un fenómeno de gran interés para su explotación tecnológica. De hecho, señalan que sus conocimientos han introducido las tecnologías cuánticas en una nueva era.

Según la mecánica cuántica, cuando dos partículas elementales están enredadas cuantitativamente, se comportan como si fueran una única, ya que las características de una de ellas condicionan las de la otra. Por ejemplo, midiendo la polarización de una de ellas, se puede conocer la de la otra, aunque las dos partículas están separadas a gran distancia. Por lo tanto, una partícula puede transferir información a otra partícula alejada. Incluso a miles de km.

Albert Einstein no creía que este fenómeno fuera posible y ha habido grandes discusiones. Pero las aportaciones de los premiados han demostrado su veracidad. Se basaban precisamente en la teoría de John Bell. Bell quería determinar si el comportamiento de las partículas enredadas depende de las probabilidades anunciadas por la mecánica cuántica o de lo que prevea una teoría de variables ocultas. Las diferencias de Bell las definió para aclararlo.

La mecánica cuántica prevé que un determinado tipo de experimentos viole las diferencias de Bell. John Clauser desarrolló las ideas de John Bell con nuevos recompensas diseñando un experimento práctico en el que demostró, como había previsto la mecánica cuántica, que una diferencia de Bell se rompía.

Pero el experimento de Clauser tenía algunas lagunas, y Alain Aspect ayudó a resolver una de ellas importante. Demostró el enredo cuántico entre los dos fotones ajustando la medida. Fue un experimento de gran repercusión.

Posteriormente, Anton Zeilinger comenzó a utilizar estos complicados estados cuánticos, demostrando, entre otros, el fenómeno conocido como teleportación cuántica. En 2012 consiguió teletratar el estado cuántico a pesar de la distancia de 143 km. de dos fotones complicados. Uno estaba en la isla de La Palma y el otro en Tenerife.

La nueva era de la comunicación cuántica

Las herramientas desarrolladas por los tres investigadores están generando nuevas tecnologías de comunicación cuántica. Hay, entre otras cosas, formas seguras de encriptar la información, según ha reconocido la Academia Nobel. Se reconoce, por tanto, que han sido pioneros en las tecnologías cuánticas, tan urgentes, que han permitido el desarrollo de la tecnología desde la teoría de la mecánica cuántica.

Ahora nos encontramos con un campo de investigación muy amplio: la computación cuántica, Internet cuántico, etc. Las tecnologías cuánticas están entrando en una nueva era.

Sobre el carácter colectivo de la ciencia

A pesar de que los premios Nobel son personales, Zeilinger ha subrayado el carácter colectivo de la ciencia y ha agradecido a más de cien jóvenes investigadores que le han ayudado a realizar su trabajo.