No, la NBA no es cuántica.No digan que no lo hemos advertido. Desde el momento de su creación, el Observatorio de metáforas sobre la física cuántica ha venido avisando en sus informes periódicos de una epidemia de metáforas, paralelismos, analogías etc. que se expandía a gran velocidad por las columnas de prensa, los artículos de fondo, las series de televisión, las películas... por todas partes. Que si el gato, que si Schrödinger, que si esto o lo otro. Puede que ustedes hayan creído que la cuestión se solucionaría por sí misma, que los metafóricos o sus lectores se acabarían aburriendo de semejante tabarra, que tirar de lo cuántico por enésima vez para hilar textos dejaría de ser molón para convertirse en un soberano aburrimiento. O tal vez que el problema se podría acotar, dejándolo aislado en las capas menos relevantes, más inofensivas, de la sociedad. ¡Ah, pero eso era una ingenuidad, amigos míos! En el Observatorio sabíamos que sólo era cuestión de tiempo, y finalmente ha sucedido: las metáforas cuánticas han alcanzado a lo más sagrado, al pilar más básico de nuestra sociedad, es decir, la NBA. Efectivamente, sufridos lectores, por si no fuera suficiente con esta temporada extraña, que empieza casi en Navidad, que tendrá menos partidos, que terminará casi cuando empiecen los Juegos Olímpicos, que se juega en pabellones semivacíos y con continuas bajas, la televisión española que emite los partidos ha tenido a bien promocionar la competición de este 2021 con el siguiente latiguillo: "La NBA es cuántica: desafía la lógica". ¡Toma ya! De tanto repetirlo, nos lo hemos acabado creyendo. ¿La física cuántica desafía la lógica? Bueno, a lo mejor estamos exagerando un poco. Puede que desafíe nuestra intuición, basada en la física que observamos todos los días, la de cuerpos grandes y lentos: pelotas que suben y bajan, tiros parabólicos, saltos para hacer mates, gatos que erizan el lomo y mueven la cola, vídeos de gatos... Ya saben, física clásica. Pero nuestra intuición no está tanto basada en la lógica como en nuestros prejuicios (esos que de manera ligeramente supersticiosa llamamos "sentido común"). Si lo pensamos un poco más ¿por qué debería un electrón, que es tan pequeñito que lo podemos considerar puntual y que tiene una masa de 0,0000000000000000000000000009 gramos, comportarse de la misma forma que un señor de dos metros de altura y cien kilos de músculo, con todos sus tatuajes y su corte de pelo futurista? ¿No será más lógico que el señor y el electrón tengan propiedades distintas, y por tanto, necesitemos un conjunto distinto de reglas y ecuaciones para describirlos? Tal vez. En cualquier caso, podemos estar tranquilos, porque la NBA no es cuántica en absoluto. El lema publicitario ha venido acompañado de un vídeo que solo dura 35 segundos, pero que se nos hace eterno (y no, no por efectos de la relatividad especial) y cuyos daños perduran por mucho más tiempo, una vez que se ha visto. Así, el vídeo proclama que: "Cuanto todas las posibilidades de la realidad existen a la vez, se llama física cuántica. Cuando todo puede pasar en un campo de baloncesto se llama NBA". Hay que señalar que cuando se dice la palabra "cuántica" se oye una especie de eco distorsionado (cuántica, cuántica) por motivos que no he conseguido desentrañar todavía, pero que tal vez tengan que ver con algún desafío a la lógica también. No esto muy seguro que eso de que "todo puede pasar" sea una propiedad muy positiva, pero seguramente es tan poco cierto como la otra parte, eso de que "todas las posibilidades de la realidad existen a la vez". De verdad, no exageremos tanto: un electrón, en ocasiones, puede estar en un estado en el que sus propiedades no están completamente definidas: por ejemplo, su espín puede tener una cierta probabilidad de tomar dos valores distintos. Decir que eso significa que el electrón tiene a la vez dos valores distintos del espín está prohibido por los experimentos basados en las desigualdades de Bell, que muestran que en esos estados no se puede atribuir un valor definido a una propiedad antes de medirla. Y después de medirlo, el espín pasa a tener un valor bien definido. Y a "la realidad" todo esto le da un poco igual, francamente. El vídeo ¡ay! sigue: "Luka Doncic es a la vez pívot, base y escolta". De verdad, ¿ni siquiera podían haber dejado tranquilo a nuestro Luka, con lo joven y majete que es? En este caso, a los argumentos físicos del párrafo anterior se añade que la frase es discutible también desde el punto de vista baloncestístico (es cierto que el juego está cambiando mucho, pero me cuesta ver a Doncic de pívot). La caída continúa:
"Stephen Curry transmite la información más rápido que la luz" Pues vale, pues entonces Don Stephen será un taquión, esa partícula hipotética que tanto gusta en la ciencia ficción y que nunca hemos visto en la naturaleza, pero no, no y no, no será física cuántica, porque en la física cuántica nada viaja más rápido que la luz. Como hemos explicado tantas veces, este mito viene de las explicaciones fantasiosas, sensacionalistas y equivocadas del entrelazamiento cuántico que nos solemos encontrar por ahí. Y finalmente: "Cuando el monstruo coge el balón puede pasar cualquier cosa" El monstruo es el bueno de Lebron James. Sobre la pantalla aparece vagamente sobreimpresionada la fórmula matemática que expresa el principio de incertidumbre de Heisenberg. Para tranquilidad de todos diré que el principio de incertidumbre no dice que pueda pasar cualquier cosa, sino que nos advierte que el precio a pagar por determinar completamente una propiedad de un sistema en física cuántica (por ejemplo, la posición) es que otra propiedad queda completamente indeterminada (por ejemplo, la velocidad). Por lo demás, no pasarán tantas cosas: solo las que permita la ecuación de Schrödinger. Los muchos fans de Lebron también pueden estar tranquilos: en realidad, cuando va hacia el aro sólo pueden acabar pasando tres cosas: canasta, falta o canasta y falta. (Y no, este Observatorio no va a dar el mal ejemplo y no va a caer en la tentación de hacer una metáfora cuántica con esta última frase). Olviden este anuncio, por favor, y disfruten del espectáculo. (Publicado originalmente en SciLogs el 22/01/21).
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De tardígrados y hombresTodos los días llegan a mis cuentas de correo de trabajo invitaciones para enviar artículos a revistas diversas o participar en conferencias (que también darán lugar a una publicación). Muchas de ellas no superan los filtros de correo no deseado, pero otras muchas sí. Aunque algunas tienen que ver con mi campo de investigación, o al menos pertenecen a la física, también las recibo de los campos más extraordinarios: "Biomedical Research and Clinical Practice Journal (BRCP)", "Journal of Dental Research and Practice", "Journal of Textile Engineering and Fashion Techology"... son ejemplos reales. En ocasiones, hasta incluyen en el correo el título de algún artículo real mío, lo cual puede dar lugar a situaciones cómicas: si he hablado de la "garganta" de un agujero de gusano, me invitan a una revista de otorrinolaringología; si me refiero a la "extracción" de entrelazamiento del vacío, a una de odontología. Imagino que estas "revistas depredadoras" funcionan a partir de búsquedas masivas en bases de datos de las que puedan obtener direcciones de correo y palabras clave, y luego lanzan estos correos electrónicos sin sentido. Sabemos también que existen "factorías de artículos" que los producen "al por mayor" y consiguen publicarlos. Incluso muchas veces pueden ser generados por algoritmos. Si ampliamos el foco a las llamadas ciencias sociales, tenemos el famoso "caso Sokal" o el más reciente del "pene como construcción social", que muestran como artículos con intención obviamente satírica pueden llegar a ser publicados como si fueran artículos serios (en el segundo caso, incluso después de que el artículo se retirara y los autores confesaran sus intenciones, el artículo recibió citas como si fuera investigación legítima: "entiendo que esta obra ha sido retirada. Sin embargo, encuentro algunas de sus ideas útiles para exponer mi hipótesis sobre la primacía del pene", escriben literalmente los autores). Si escribo todo esto es para mostrar que, hoy en día, si tienes dinero pero no escrúpulos, puedes publicar cualquier cosa. Por supuesto, no se puede conseguir prestigio académico con una carrera basada en publicaciones en revistas depredadoras y congresos fantasma, pero sí que se puede hinchar un CV (¿creían ustedes que solo lo hacen algunos políticos?), lo cual puede ser útil para mantenerte en una posición o recibir determinada financiación de algún sitio con el mismo exceso de dinero y carencia de escrúpulos. Seguramente, el prestigio académico está sobrevalorado. Así que, desafortunadamente, nuestro argumento favorito en las conversaciones, ya saben "un estudio del profesor de la Ghetto de la Universidad de Bel Air dice que..." (más gracioso aún es lo que hacen algunos medios: "un estudio de la Universidad de Oxford...", pero ¿de quién en Oxford?) no sirve para nada. Por ejemplo, algunos de los odiadores de guardia de este cuaderno de bitácora, a los que no les gusta que diga que es falsa su teoría de que la física cuántica muestra que la nada cura si está disuelta en agua (homeopatía), me han mandado a veces artículos del profesor Marc Henry, de la Universidad de Estrasburgo. Además de sus líneas de investigación legítimas, este académico ha colaborado en algún caso con homeópatas que publican sus pseudoinvestigaciones en pesudorevistas sostenidas por instituciones de la industria homeopática. Desde niño he tenido una tendencia incurable a perder el tiempo en tonterías inútiles, así que en lugar de, qué sé yo, pedir una hipoteca o aprender a conducir, alguna vez me he dedicado a leer esa basura, por ver qué tipo de "argumentos" se usan. La realidad superó a mi imaginación. Según la teoría de los autores, al aumentar el grado de dilución de un compuesto homeopático, deberían pasar tres cosas, que mostrarían lo que ellos llaman "memoria del agua": disminuir un parámetro llamado T1, disminuir un parámetro llamado T2, aumentar el cociente entre T1 y T2. Así que los autores nos muestran una gráfica con valores experimentales para dos compuestos homeopáticos distintos. ¿Y qué es lo que vemos en la gráfica? Ninguna de las tres cosas anteriores ocurre: los valores fluctúan: a veces aumentan y a veces disminuyen cuando aumenta la dilución. ¿Conclusión? Para cualquier lector, la teoría ha quedado refutada. Pero si tienes que enviar el artículo a una revista llamada "Homeopathy", o sea, la revista de una cosa llamada Facultad de Homeopatía (institución británica que cuenta con el insigne patronazgo del Príncipe de Gales), esa no es una conclusión válida. Así que te inventas un procedimiento para convertir la nube de puntos aleatorios en una recta, y a partir de ahí sigues como si esa recta la hubieras obtenido en el experimento, y no como consecuencia del procedimiento que te has inventado. Total, ¿qué más da? La Facultad de Homeopatía solo necesita justificar su existencia ante gente que no lee artículos científicos, y que miles de semicultos con acceso a Internet tengan un enlace más para poner en las redes solo puede ser positivo para la causa.
Así que, no, la cuestión no es que haya "un artículo que dice...". Un solo artículo no tiene por qué reflejar el estado del mejor conocimiento científico disponible sobre una cuestión concreta. Quizá si en las Matemáticas, donde la estructura de los artículos es simplemente "lema-demostración" o "teorema-demostración", de manera que, salvo error no detectado por los autores, revisores y editores, lo dicho en un artículo es difícilmente discutible (incluso en estos tiempos de "hechos alternativos"). Pero incluso en un campo con tantas matemáticas como la física teórica (mi campo), los artículos suelen ser mucho más que teoremas y demostraciones, y requieren de contextualizaciones e interpretaciones. Y además, también en la física teórica y seguramente cada vez más (debido a la competencia creciente para publicar en las mejores revistas) está el efecto de lo que, si fuéramos cursis y modernos, llamaríamos "hype", que viene a ser "fliparse" demasiado. Un ejemplo de esto es el artículo (de momento solo en el arXiv) "Entrelazamiento entre cubits superconductores y un tardígrado". Una lectura rápida hace que cualquier investigador del campo se dé cuenta de lo que ha contado muy bien el gran Francis Villatoro aquí: el entrelazamiento es entre dos cubits, uno de los cuales tiene un tardígrado encima, igual que podría tener un "boniato rebozado" (como decía un profesor mío y yo le copio ahora en mis clases). Lo único interesante es que el tardígrado sea capaz de resistir las temperaturas tan increíblemente bajas (-273 ºC) a las que funcionan los cubits superconductores. El artículo todavía no ha sido publicado en una revista. Tal vez nunca lo sea, o al menos los revisores obliguen a cambiar el título y las conclusiones demasiado subidas de tono. Ojalá, aunque tampoco es descartable que alguna revista lo publique así, buscando impacto mediático. Pase lo que pase, seguirá habiendo, como ya hay, centenares de sitios de Internet que nos hablen de cómo este experimento muestra efectos cuánticos en seres vivos, y quién sabe cuántas sandeces más. Y habrá quién me ponga esos enlaces por aquí… y a ver cómo les convenzo yo de que no basta con que un artículo diga algo para que sea cierto. (Por supuesto, esto tampoco quiere decir que cualquiera y, sobre todo, de cualquier modo, pueda desacreditar resultados publicados: se requieren conocimientos y método científico). Qué complicado es esto de la ciencia, ¿verdad? Recordemos una vez más que lo auténticamente valioso y especial que nos aporta es el método científico. En todo lo demás hay cantidades variables de fotones y barro, como en cualquier otra actividad humana. (Publicado originalmente en SciLogs el 19/04/22. En la imagen, Geoffrey (Joseph Marcell) como el poeta imaginario Raphael de la Ghetto inventado por Will Smith en la serie "El príncipe de Bel Air”). Convirtiendo un fotón en un trío de fotones con entrelazamiento cuántico en el laboratorio.El auge actual de los ordenadores cuánticos y, en general, de las llamadas tecnologías cuánticas, es posible gracias a décadas anteriores de trabajo teórico y pequeños experimentos académicos dentro de un campo que entonces se solía llamar "óptica cuántica". En 2012, por ejemplo, esos esfuerzos fueron reconocidos con el premio Nobel de Física para Serge Haroche y David Wineland "por métodos experimentales innovadores que permiten medir y manipular sistemas cuánticos individuales". Ese "medir y manipular" sistemas cuánticos de pocos elementos, hasta llegar al nivel de un solo átomo o fotón, es lo que permite que ahora podamos soñar con un ordenador hecho de bits cuánticos. Uno de los elementos interesantes de la caja de herramientas de la óptica cuántica son los procesos de Conversión Paramétrica Espontánea Descendente (¡toma ya!, SPDC, por sus siglas en inglés "spontaneous parametric down-conversion"), en los que un fotón se transforma en dos fotones tras interaccionar con determinados materiales cuánticos. "Descendente" es la palabra aquí porque la frecuencia del fotón original (y, por tanto, su energía: recordemos que un fotón es un "paquete de energía", donde el paquete contiene tanta energía como su frecuencia multiplicada por un número llamado "constante de Planck"; así que, cuanta más frecuencia, más energía) se divide en dos paquetes, cada uno con la mitad de frecuencia-energía (como, en principio, uno esperaría por la conservación de la energía). Este par de fotones que se crea tiene mucho interés para las nuevas tecnologías cuánticas, ya que, al tener un origen común en un proceso cuántico, la pareja está entrelazada, es decir, las propiedades de los fotones tienen unas correlaciones que van más allá de las que se pueden alcanzar en sistemas que no son cuánticos. Hay un caso especial de SPDC en el que la frecuencia de origen no la aporta un fotón, sino que es una frecuencia de movimiento, por ejemplo el movimiento de un espejo en una cavidad en la que esté confinada la luz. Igual que en el caso anterior, se creará un par de fotones entrelazados, cuya suma de frecuencias será igual a a la frecuencia del movimiento. Al no requerir un fotón inicial, este proceso ocurre incluso si lo que está confinado en la cavidad es un vacío sin fotones. Es decir, el movimiento del espejo crea fotones que, de alguna manera, aparecen de la "nada" (en realidad, no es la nada, es el vacío del campo electromágnetico: esto demuestra que la ausencia de partículas no es equivalente a la nada). A este fenómeno tan chulo se la llama "Efecto Casimir Dinámico" (DCE, por sus siglas en inglés) y aunque se descubrió teóricamente en 1970, no pudo demostrarse en un experimento hasta 2011, con un sistema de circuitos cuánticos superconductores, en el que un campo magnético rápidamente oscilante hacía las veces de espejo. Parece natural preguntarse si es posible crear más de dos fotones en un experimento de tipo SPDC. ¿Podemos crear tres? De nuevo, esta era una posibilidad teórica conocida, pero difícil de realizar en un experimento. Hace poco, lo conseguimos en una colaboración con físicos teóricos y experimentales de la Universidad de Waterloo (Canadá), la Universidad Tecnológica Chalmers (Gotemburgo, Suecia), y el Instituto de Ciencia y Tecnología de Barcelona. El experimento, realizado en Canadá, modificaba las propiedades de circuitos superconductores cuánticos parecidos a los usados para demostrar el DCE en 2011 para que produjeran un triplete de fotones en lugar de una pareja. Los resultados se publicaron en Physical Review X a principios de este año 2020. Naturalmente, este triplete de fotones debe estar también entrelazado, debido a su origen en un proceso de tipo SPDC. Sin embargo, comprobar esto no es tan sencillo, ya que un sistema de tres partes es muy distinto a un sistema con solo dos partes, como veremos a continuación. El ejemplo clásico de entrelazamiento cuántico implica a dos bits cuánticos (cubits) en una situación en la que hay una probabilidad del 50 % de tener 00 y una probabilidad del 50 % de tener 11: así, el resultado de cualquier medida es completamente aleatorio pero las correlaciones entre las partes son perfectas: 0 en una parte implica 0 en la otra, y lo mismo con 1. Si pensamos en un sistema de tres partes, lo primero que se nos ocurre es una combinación también al 50 % de 000 y 111. No hay duda de que hay correlaciones cuánticas en esta situación. Sin embargo, estos estados tienen una propiedad curiosa: si nos olvidamos de una de las partes (cualquiera de ellas) y consideramos solamente a las otras dos, las leyes de la física cuántica nos dicen que el estado en que han quedado estas dos partes no presenta entrelazamiento cuántico, sus correlaciones son solo clásicas. En cambio, podemos pensar también en una combinación con igual probabilidad de tener, por ejemplo, 100, 010 y 001. Si ahora nos olvidamos de cualquiera de los tres cubits, se puede demostrar que el estado resultante para los otros dos también tiene entrelazamiento cuántico. Por tanto, vemos que en sistemas de tres cubits hay al menos dos tipos distintos de entrelazamiento tripartito, según si contiene entrelazamiento bipartito o no. Nuestros fotones no son bits cuánticos, ya que su entrelazamiento se refiere a variables continuas como la posición o la velocidad, que, por tanto, pueden tener más de dos valores. Sin embargo, lo que acabamos de demostrar con mi joven colega del IFF (CSIC) Andrés Agustí y nuestros colaboradores de Chalmers y Waterloo, es que también se da una situación parecida a la descrita en el párrafo anterior. Algunos intentos anteriores de estudiar el entrelazamiento contenido en teoría en un trío de fotones como el generado en nuestro experimento, se habían centrado en considerar todas las correlaciones entre todos los pares de partículas, llegando a la conclusión de que el estado no estaba entrelazado. Nosotros pensamos que había que enfocar el problema de manera distinta y buscar directamente correlaciones genuinamente tripartitas. De esta manera, hemos conseguido demostrar que los estados producidos en el experimento tenían efectivamente entrelazamiento cuántico, y hemos propuesto un criterio para comprobarlo en el laboratorio. El artículo acaba de ser aceptado en Physical Review Letters y se puede leer en acceso abierto aquí (donde pronto subiremos la última versión, con correcciones incorporadas gracias al proceso de revisión por pares). Nuestros resultados muestran que hay distintos tipos de entrelazamiento cuántico en sistemas de tres fotones y, por tanto, distintas maneras en los que pueden ser útiles en tecnologías cuánticas. (Publicado originalmente en SciLogs el 30/06/20. En la imagen, Fotografía con microscopio del circuito superconductor que genera tres fotones mediante SPDC (extraído de Physical Review X 10, 011011 (2020)).
Sobre Bruce Lipton y la física cuántica."— What's that smell in this room? Didn't you notice it, Brick? Didn't you notice the powerful and obnoxious odor of mendacity? — Yes, sir, I think I did. — Ain't nothing more powerful than the odor of mendacity." "¿A qué huele en esta habitación? ¿No lo notas, Brick? ¿No notas un fuerte y odioso olor a mendacidad? — Sí, señor, creo que sí. — No hay nada más potente que el olor a mendacidad." Esta es mi traducción de este memorable diálogo (que no estaba en la obra original del gran Tenessee Williams en 1955) entre Burl Ives y Paul Newman en una de mis películas favoritas (Cat on a hot tin roof, "La gata sobre el tejado de zinc", dirigida por Richard Brooks en 1958). Una de las mejores cosas de mantener este cuaderno de bitácora es intentar ayudar a las personas que me hacen preguntas. Naturalmente, el número de farsantes que intentan sacar provecho de la palabra "cuántica" y sus efectos taumatúrgicos es tal (y sospecho que creciente) que resulta imposible intentar desenmascararlos a todos, pero imagino que es posible apuntar a los más influyentes. En varios comentarios me han preguntado por un Bruce Lipton, y he visto que tiene libros, que da entrevistas, y que sus vídeos de YouTube tienen millones de vistas. Así que decidí sacrificarme, remangarme y meter las manos en el foco de la mendacidad, una vez más. De hecho, perdí bastante tiempo con uno de sus vídeos, en el que fue muy complicado encontrar alguna frase que fuera verdad.
Básicamente, sus ideas parten de una supuesta división entre la física clásica newtoniana, que se ocuparía solo de la materia y trataría todo como si fueran máquinas, y la física cuántica, que (oh, cielos) se ocuparía de las cosas "invisibles", como la energía, las ondas, los campos... "¡Bah, paparruchas!" (humbug) En realidad, la física clásica, como se puede comprobar en cualquier libro de texto de secundaria, trata también de la energía, las ondas y los campos. Ninguno de esos conceptos es una novedad de la física cuántica. De ahí que todo lo que se deduzca de este error, o sea, esencialmente todo lo que sale a continuación de la boca de Lipton, sea mentira. Entre muchos ejemplos, nos presenta unas ondas en el agua y nos dice que hace falta la física cuántica para describirlas, llegando a usar la palabra mágica "entrelazamiento" (entanglement). Pero es mentira: son ondas clásicas. Nos muestra una foto de una familia y nos dice que aunque parecen entes separados en realidad son ondas que interaccionan, y sustituye la foto original por un montaje con ondas con formas humanoides que se cruzan unas a otras. ¡Qué va, hombre! Los electrones sí, pero nosotros no. Si tuviéramos una función de onda, la física cuántica nos enseña a calcular su longitud, que es inversamente proporcional al momento lineal, es decir, masa por velocidad. Tomando a una persona de 60 kg que se mueve a 1 m/s, la longitud de onda sería 0, 00000000000000000000000000000000001 metros (no, no me he quedado dormido sobre el 0. Y si aumentan la velocidad o la masa, aún sale un número más pequeño.) Eso son como 25 ceros más que el tamaño de un átomo. Es a ese nivel ridículo e inaccesible de distancias donde cabría esperar algún efecto asociado a que usted y yo seamos ondas. Es por eso que la física que describe a una familia andando como la de la foto de Lipton es completamente clásica. No, no somos ondas que interaccionan. Y así con todo. Pero Lipton sigue. Para cumplir con todos los clichés del moderno charlatán, tergiversa una cita de Einstein sobre la importancia física del concepto de campo: naturalmente, Einstein se refiere al campo gravitatorio y a su teoría de la relatividad general, que es completamente clásica, pero Lipton no se detiene ante nada, en su delirio sobre la física cuántica. Según él, como a los médicos solo se les ha enseñado física clásica y no saben lo que es la energía, es por eso que cuando ven una imagen de un tumor solo piensan en tratarlo "con un escalpelo" (¿qué cosa será la radioterapia?) en lugar de aplicar las manos y transmitir energía, como se viene haciendo desde hace "miles de años". Juro que entonces hace desaparecer el tumor de la imagen. Reconozco que ahí lo dejé: el olor a mendacidad me ahogaba ya y me levanté a abrir la ventana. Pero me parece que ya había acabado con los supuestos fundamentos físicos de su "teoría", que es de lo que mejor puedo hablar yo. Tras toda esta exhibición de salto sin red intelectual, la siguiente pirueta ya la habrán adivinado: como lo importante es energía y "la mente es energía" (sí, lo dijo, lo dijo), pues nada, uno se cura con la mente. Lástima que esto, que es tan fácil, no nos los ha enseñado nadie antes, y ahora ya es un poco tarde y hay que pasar por caja. Pero para eso está Lipton, claro. No es broma. Este es el tipo de cosas en que se basan negocios como el llamado Instituto de Bioingenieria Cuántica, que es tan Instituto como cuántico y que ofrece cursos como "Especialidad de Entrelazamientos Cuánticos (Sexualidad)". No se despisten, y recuerden que, una vez que hemos aprendido a reconocerlo, no hay olor más fácil de detectar que el hedor de la mendacidad. (Publicado originalmente en SciLogs el 16/01/2020). A vueltas con el entrelazamiento cuántico en la cultura popular. A Ernesto Lozano Tellechea, que me propuso este blog en 2015. En un momento de su célebre "The demon-haunted world", extrañamente traducido al castellano como "La ciencia y sus demonios", Carl Sagan se lamentaba del sesgo hacia lo paranormal y la conspiración de "Expediente X" (y eso que no pudo ver la ridícula continuación del año 2016), y pedía que existiera un programa para adultos que fuera como "Scooby-Doo es para los niños", es decir, una serie en la que "los presuntos casos paranormales sean investigados sistemáticamente y se encuentre que cada caso puede ser explicado en términos prosaicos". Esto estaría "mucho más cerca de la realidad y haría un servicio público mucho mayor" (Traducciones apresuradas mías). O, por decirlo en las ya inmortales palabras del Dr. Stephen Strange en "Spiderman: No way home": "please, Scooby-Doo this shit". Efectivamente, solemos considerar que a los niños, a partir de cierta edad, conviene enseñarles a pensar racionalmente: así recuerdo yo aquellos encantadores libros de "Los tres investigadores" en los que al final de cada historia los chicos le iban a explicar el caso a Sir Alfred Hitchcock (aunque mi mujer me asegura que en algún caso había explicación paranormal y no he vuelto a leer todos de adulto), por no mencionar lo mucho que me impresionó de niño Sherlock Holmes. Sin embargo, al parecer, los guionistas y directores consideran que eso es demasiado aburrido para nuestras sensibilidades posmodernas de adultos y que es mucho más interesante lo contrario: ya saben, empiezan a pasar cosas extraordinarias y el personaje racionalista balbucea "estoy seguro de que hay una explicación racional para esto" mientras disimula a duras penas el tic nervioso y el creciente olor a pis de su bragueta, hasta que es barrido de la faz de la tierra por un monstruo venido de otra dimensión y queda como un idiota, mientras que el personaje de la chica luchadora a la que nadie hacía caso pero que nunca dejó de creer en el monstruo a pesar de la ausencia de pruebas y lógica acaba siendo reivindicada, y así aprendemos a "tener la mente abierta" y sandeces así. Nada que objetar, claro. Hay películas que pueden ser estupendas sin que haya que tomarse muy en serio el argumento. Sin embargo, no sé, a lo mejor estaría bien de vez en cuando que la cosa fuera al revés: si no por lo de la realidad y el servicio público que decía Sagan, al menos por variar. Así (o sea, al revés) eran algunos de los mejores episodios de "House", y así pensaba yo que estaba siendo "Evil" (aunque viendo el rumbo que ha tomado la cosa en la segunda temporada ya no estoy muy seguro), la última genialidad del matrimonio King, los creadores de las maravillosas "The good wife" y "The good fight". En esta serie, los protagonistas investigan para la iglesia católica supuestos casos de posesiones demoníacas (!). Se trata de un trío formado por un sacerdote atípico y atractivo, inclinado hacia la explicación sobrenatural, una psicóloga escéptica y agnóstica que busca explicaciones psicológicas y finalmente Ben Shakir, mi personaje favorito, que hace lo que a mí me gustaría hacer de mayor: encontrar las causas físicas, químicas, naturales de lo que ocurre. Como es natural, nuestro racionalista Ben sufre el castigo adecuado a su manera de ver la vida cuando se lía con una chica que parece normal pero que acabamos descubriendo que tiene una extraña creencia sobre sí misma. A estas alturas las dos o tres lectoras que hayan llegado hasta aquí se estarán preguntado por qué demonios (ja) les estoy contando esto. Pero claro, ¿a qué no saben de qué acabaron hablando Ben y Vanessa en el episodio 8 de la primera temporada? ¡Lo han adivinado! Del entrelazamiento cuántico. Traduzco yo, no sé si coincidirá con los subtítulos o con el doblaje: "Ben: Y parecías tan cuerda. Vanessa: Muchas gracias. Ben: Vamos, ¿qué quieres que piense de esto? Vanessa: Todas las creencias parecen raras desde fuera. Tú crees en el entrelazamiento cuántico. Ben: Sí, porque está demostrado. Vanessa: Tienes dos partículas diferentes en dos sitios totalmente distintos, y tienen un efecto la una en la otra instantanéamente a 10000 veces la velocidad de la luz. ¿Cómo es posible? Ben: Espera. ¿De verdad que estás comparando el entrelazamiento cuántico con que tú creas que tu hermana muerta está injertada en tu lado izquierdo? Vanessa: En mi lado derecho." Observarán que Ben se sale un poco por la tangente. Es normal: en ese momento tiene asuntos más urgentes que atender, y además, le pasa como a todos nosotros, que las grandes frases se le ocurren siempre a posteriori. ¡Pero para eso está este cuaderno de bitácora! Veamos qué es lo que tenía que haber dicho Ben Shakir.
Quizá en primer lugar, debería decir: "A ver Vanessa, aclárate. Entiendo que estés preocupada por lo de tu hermana y eso, pero... ¿Instantáneamente o diez mil veces la velocidad de la luz? Porque no es lo mismo... Y ¿por qué diez mil? ¿Por qué no mil o un millón?" La imprecisión en los términos suele ocultar una incomprensión más profunda. Quizá se acuerdan de un lector que me quería explicar que ese número era exactamente 13.800, porque había malinterpretado, junto con unos cuantos sitios web, ciertos resultados experimentales. Lo cierto es que no es 10000, ni 13 800, ni instantantámente, ni nada: en el entrelazamiento cuántico, y esto es lo que tendría que explicar Ben, nada viaja a ninguna velocidad entre las dos partículas. Solo décadas de mala divulgación, de llenarnos la boca con "fascinante", "misterioso", "extraordinario", "nadie entiende", "los dados", "el gato" etc. han conseguido convertir a un fenómeno científico tan cierto como la ley de la gravedad en un chascarrillo para discusiones esotéricas. En la explicación habitual del entrelazamiento cuántico en la divulgación y la cultura popular, que es la que lleva a este malentendido, se hace trampa y se mezcla a una persona que tendría un conocimiento total y ahora sí instantáneo sobre todas las partículas, por separadas que estén, con otra persona que solo estaría en posesión de su partícula y, por tanto, solo tendría acceso y conocimiento sobre su parte del sistema. Esa trampa en la explicación es la que lleva a pensar que existe el efecto del que hablaba Vanessa. Por enésima vez: la supuesta magia de las explicaciones convencionales del entrelazamiento cuántico es fácil de conseguir sin física cuántica. Imaginemos que Juan Tamariz mete una bolita roja y otra azul en su chistera de mago. Tras eso, revuelve un poco en la chistera, saca una bola y sin mirar su color la introduce en una caja. Después mete esa caja en otra más grande, en la que también incluye una carta con la explicación de lo que acaba de hacer, y manda el paquete por correo a nuestra amiga Scarlett en Los Ángeles, o como gustan hacer en estas explicaciones, al otro confín del universo (!) (en un Quinjet o lo que sea). Al abrir la caja y leer la explicación, Scarlett sabe que hay una probabilidad del 50% de que su bola sea roja y un 50% de que sea azul, y también sabe que la bola de Tamariz tiene exactamente esas mismas probabildades. Pero tras abrir la caja con la bola y comprobar el color, ya está segura del color de la bola de Tamariz, aunque él se encuentre en el otro confín etc. Cha-na-nán. Magia potagia. ¿Un poco decepcionante, no? ¿No habría molado más si Tamariz no manda la carta con la explicación? ¡Sin duda! Así que la magia estaría en averiguar el color de la bola sin que haya carta (transmisión de información entre las partes). ¿Podemos hacer eso con física cuántica, con el entrelazamiento cuántico? No. Algún ejemplo así tendría que haber contado nuestro Ben, y si Vanessa realmente tiene curiosidad por el conocimiento y quiere realmente entender, entonces le hará preguntas y seguramente Ben tendrá que llegar a que el mal llamado colapso de la función de onda no es un proceso físico en el que se transmita materia, radiación, información o energía, sino una mera cuestión de actualización de probabilidades, de la misma forma que el resultado positivo de un test de antígenos cambia dramáticamente la probabilidad de que esté infectado, y por tanto, también la de mis amigos, que ahora a lo mejor están en Australia o en el otro conf...(bueno, venga, no), pero a nadie se le ocurre que el test ha tenido ningún efecto sobre mí y menos sobre mis amigos. Y por todo esto, Vanessa, ¡oh Vanessa! (tendría que decir Ben) es por lo que creo que existe el entrelazamiento cuántico, o mejor dicho, por lo que sé que existe el entrelazamiento cuántico. Porque eso es lo mejor de que las fuentes de tu conocimiento sean la mejor ciencia disponible, aquella que proponen nuestras mejores teorías y comprueban cientos de experimentos, y no un libro sagrado o un bloguero de Tallahassee: no necesito creer, porque sé. Mi querida Vanessa, sé. (Publicado originalmente en SciLogs el 11/01/22. En la foto: "¡Porque está demostrado!" Nicole Shalhoub y Aasif Mandvi, Evil 1x08 (2019).) No, la física cuántica no cura... y menos a distancia.Ya habrán leído ustedes que Einstein «no creía» en la física cuántica. Lo que tal vez no hayan pensado tanto es que murió en 1955, cuando eso era todavía una posibilidad. Ahora mismo, tras las montañas de experimentos basados en la violación de las desigualdades de Bell, la física cuántica no es una cuestión de fe, sino de respetar la verdad científica. Negar hoy la física cuántica le colocaría a uno en el mismo saco (o uno peor) que los que niegan el calentamiento global o los que creen que las vacunas causan autismo y los transgénicos cáncer. Por eso resulta tan injusto seguir insistiendo en que Einstein se equivocaba en esto (como leemos una y otra vez en tantos titulares de prensa cada vez que aparece un nuevo experimento confirmando las predicciones cuánticas): sencillamente, Don Alberto no tenía la misma información que tenemos ahora y no sabemos cuál sería su actitud en la actualidad. Sin embargo, los divulgadores tendemos a seguir tirando de sus frases de entonces, ya convertidas en clichés obsoletos como lo de que "Dios no juega a los dados" (cuando todo parece indicar que es adicto al póquer) o lo de la célebre "spooky action at a distance" (digamos "acción a distancia que da miedo", a falta de una mejor traducción para spooky), con la que Einstein se refería al entrelazamiento cuántico. Hoy sabemos con certeza que no hay ninguna acción a distancia implicada en este fenómeno, pero la frase sigue dando vueltas a la red sin ningún control, mezclada con el batiburrillo habitual en estos temas, tan lleno de gatos y mundos paralelos. Como hemos dicho otras veces, ése es el problema de las palabras: una vez que las sueltas, ya no te pertenecen, y pueden acabar en manos de cualquiera... Y esto no sería tan grave, si no hubiera tantos desaprensivos sin escrúpulos. Vean, por ejemplo, este sitio, uno de los muchos dedicados a la estafa de las pseudoterapias "cuánticas"; en este caso concreto, la llamada "terapia SAAMA". Esta paparrucha se la debemos a un Veturián Arana, quien, cansado de evacuar libros de poemas y fotografía, decidió un día crear una terapia que tuviera las características que a él le parecieron más oportunas, como él mismo dice sin demasiado rubor en su sitio web. Algunas de esas características son, abróchense los cinturones: "2- Que se pudiera aprender en un fin de semana y no en meses o años. 3- Que no fuera necesario tener conocimientos previos, solo saber leer." Naturalmente, que uno tenga que estar años estudiando para poder curar a los demás es una cosa pesadísima, y cuando uno llega a cierta edad, la cosa debe de dar pereza. Así, como nos explica su feligrés y nada menos que "terapueta SAAMA 2.0" Ignacio de la Cuesta, estamos ante una "técnica de sanación bioenergética y cuántica de gran poder". Por supuesto, aquí pueden ver una nueva aplicación del "test de Shaw" del que hablé hace poco, pero también de otra propiedad común de las estafas pseudocientíficas, que llamaremos "conmutativa". Efectivamente, si cambiamos "bioenergética y cuántica" por "biocuántica y energética" e incluso "biocuantoenergética", esta frase sigue significando lo mismo (o sea, nada). Pero resulta que la cosa lo mismo vale para un roto que para un descosido, porque "con SAAMA se puede mejorar cualquier cuestión relacionada con la salud", y además vale para niños, ancianos, mascotas e incluso ¡lugares! Justificar esta última característica naturalmente plantea el problema de que la terapia tiene que funcionar "a distancia" e incluso sin que el sujeto (que puede ser un lindo gatito o la cocina de usted) se entere. ¿Y esto último cómo se puede justificar? Pues claro, hombre, ¡con la física cuántica! Al fin y al cabo, en la física cuántica hay acción a distancia, ¿no? Lo decía Einstein y tal, ¿vale? Pues miren, no. En la física cuántica no hay ningún mecanismo de acción a distancia, así que ¿por qué no se buscan otra cosa para justificar sus timos? O mejor aún, ¿por qué no dejan de engañar a la gente? ¿No se dan cuenta de que si le dicen a la gente que se va a curar de cualquier cosa ("cualquier cuestión relacionada con la salud": incluido el cáncer, ¿verdad?) con sus métodos, y les creen, la gente podría abandonar el tratamiento que sí podría curarles? Ustedes sí que son "spooky", ustedes sí que dan miedo. (Publicado originalmente en SciLogs el 12/11/18).
¿O no? Sobre "Avengers: endgame".Como todo el mundo sabrá ya a estas alturas, al final de "Avengers: Infinity war"(2018) el malvado Thanos, sin duda preocupado por el exceso de población, hacía desaparecer a la mitad del universo con un chasquido de dedos. Naturalmente, esto solo era posible gracias a que estaba en posesión de las seis "piedras del infinito" ("Infinity stones"). El proceso es, en principio, reversible: basta con tener las piedras en tu poder y volver a chascar los dedos. De ahí que, como era previsible, "Avengers: endgame" empiece con los Vengadores intentando recuperar las piedras. Sin embargo, pronto descubrimos que Thanos, convencido de su papel en la demografía universal, ha destruido las piedras, y con ellas la esperanza de recuperar a los seres desaparecidos. La situación, como se ve, es bastante apuradilla, y así los Vengadores pasan cinco años en los que no dan pie con bola, cada uno gestionando su fracaso como buenamente puede. Hasta que aparece Scott Lang (Ant-Man) al que habíamos perdido la pista al final de "Ant-man and the wasp" (2018). Como se recordará Ant-Man se había introducido en una cosa llamada "túnel cuántico" con el objetivo de hacerse tan pequeño que pudiera acceder al "reino cuántico" ("quantum realm"). Precisamente, el chasquido de Thanos había hecho desaparecer a los personajes encargados de hacerle recuperar su tamaño normal. Cosa que finalmente acaba ocurriendo de casualidad... pero cinco años más tarde. Sin embargo, Ant-Man no es consciente de que hayan pasado cinco años: para él han pasado unas cinco horas. Esta idea es la que pone a los Vengadores en la pista para construir una máquina del tiempo: "el tiempo pasa de manera distinta en el reino cuántico", nos dice Ant-Man. La mera aparición de la expresión "reino cuántico" debería hacer saltar las alarmas de las dos o tres lectoras a las que aflijo en este cuaderno de bitácora. Y efectivamente, a primera vista este uso de la palabra cuántica como "comodín del guionista en apuros" tiene tan poco sentido como parece. Los efectos de dilatación temporal se dan en la teoría de la relatividad, no en la física cuántica. La mayor parte de la física cuántica que conocemos no requiere de considerar ningún efecto relativista, ya que los efectos relativistas tan notables como el mencionado aparecen a velocidades comparables a la de la luz, o sea, aproximadamente 300000 kilómetros por segundo, o en campos gravitatorios muy intensos, como en las cercanías de un agujero negro. Es cierto que en los grandes aceleradores de partículas se consigue rutinariamente que partículas elementales (electrones, protones etc.) se aceleren hasta velocidades relativistas (lo cual puede describirse mediante la teoría cuántica de campos, que combina con éxito la física cuántica con la relatividad... siempre que no entre en juego la gravedad). Pero no tenemos noticias de que Ant-Man haya sido acelerado a esas velocidades; sólo sabemos que ha sido miniaturizado. Sin embargo, una segunda mirada a la frase de Ant-Man ofrece una escapatoria. Si Ant-Man hubiera sido reducido hasta un tamaño aún mucho más pequeño que el habitual en la física de partículas, hasta llegar a la llamada "escala de Planck" (aproximadamente 0.00000000000000000000000000000001 milímetros), es en esas distancias donde esperamos que aparezca un nuevo tipo de fenómeno: no efectos relativistas en un sistema cuántico, sino efectos cuánticos en el propio espacio-tiempo. Esto requiere una explicación más detallada. Antes decíamos que la teoría cuántica de campos describe adecuadamente una combinación de física cuántica y relativista (o sea, cosas pequeñitas e increíblemente rápidas) siempre que no consideremos la gravedad. En realidad, hasta cierto punto, también podemos considerar la gravedad: eso es la "teoría cuántica de campos en espacio-tiempo curvo", con la que, por ejemplo, el gran Hawking hizo los cálculos para predecir la llamada "radiación Hawking" de los agujeros negros. El problema es que esto sólo funciona bien en la medida en que el espacio-tiempo (o sea, la gravedad) pueda tratarse de manera exclusivamente clásica, sin ningún efecto cuántico. Para poder ir más allá y llegar a la escala de Planck, necesitaríamos una teoría cuántica de la gravedad, y esto, como recordará el lector, no lo tenemos. Sin embargo, es razonable especular que cualquier teoría cuántica de la gravedad deberá incluir la característica cuántica por excelencia: la indefinición de las propiedades físicas, es decir, el hecho de que estén descritas por probabilidades. De esta manera, una teoría cuántica de la gravedad debería admitir una "indefinición de espacio-tiempos": habría una cierta probabilidad de tener un espacio-tiempo plano, otra de tener un espacio-tiempo con una cierta curvatura, otro con... Una de esas posibilidades podría ser la de un espacio-tiempo con un agujero de gusano (recordemos que sería diminuto, ya que estamos en la escala de Planck). Si uno fuera capaz de mantenerlo abierto, un agujero de gusano puede convertirse en una máquina del tiempo, como explicamos una vez aquí. Siendo generosos, a esto parece aludir Scott Lang cuando habla de "navegar el caos del reino cuántico", y esto podría ser lo que nuestro ex-alumno del MIT favorito, Tony Stark, tiene en la cabeza cuando le pide a su ordenador inteligente algo relacionado con una cinta de Möbius: parece estar simulando un espacio-tiempo determinado. Así que, ¡Iron Man ha cuantizado la gravedad! No esperábamos menos de él, la verdad. De hecho, en otro momento Stark llega a mencionar la escala de Planck, lo cual avala esta interpretación. Una vez que los Vengadores tienen la máquina del tiempo, ¿qué pueden hacer con ella? Lógicamente, surge la cuestión de intentar matar a Thanos antes de que tenga ocasión de hacer desaparecer a la mitad del universo. En un diálogo que seguramente hará historia, nuestro querido científico Bruce Banner nos explica que no es así cómo funcionan las cosas: uno no puede viajar al pasado y hacer que cambien cosas que ya han sucedido. Seguramente tiene razón nuestro Hulk: eso plantearía problemas como la clásica paradoja del abuelo. El problema es que no sabemos cómo se evitan exactamente este tipo de paradojas. ¿Se evitan sencillamente porque no se puede viajar en el tiempo? Es lo que defendía Hawking, pero no fue capaz de demostrarlo. En la teoría de la relatividad general, no hay nada que prohíba terminantemente un viaje en el tiempo. Hawking pensaba que al añadir la física cuántica, aparecería la prohibición. Como Hawking no tenía una teoría cuántica de la gravedad, hizo cálculos con la mencionada teoría cuántica de campos en espacio-tiempo curvo, que sugerían que efectivamente los viajes en el tiempo serían imposibles (básicamente, el agujero de gusano sería altamente inestable y se destruiría), y lanzó su "conjetura de protección cronológica". Pero es sólo eso, una conjetura, que nadie ha podido de momento confirmar ni refutar: hacerlo requeriría conocer cuál es la teoría cuántica de la gravedad correcta. ¿Podrían estar permitidos los viajes en el tiempo pero, de alguna manera, las leyes de la física harían que uno no pudiera alterar el pasado de ninguna manera? Esto parece ser lo que piensa Banner cuando contesta afirmativamente a la pregunta "So "Back to the future" is a bunch of bullshit?" (¿cómo habrán traducido "bullshit"?) También sería consistente con la mención a Deutsch que hace Stark, ya que Deutsch encontró una posible solución a la paradoja del abuelo dentro de la física cuántica, en la que el viaje al pasado sería posible, pero el "viajero" (no hay viajeros descritos por la física cuántica, pero bueno) no podría cambiar nada. Esta visión de "lo que pasó, pasó" es interesante y elimina las paradojas de tipo abuelo, pero tiene el problema de que no le da mucho juego a los escritores y guionistas...salvo que sean como la gran J.K. Rowling (recuerden "Harry Potter y el prisionero de Azkaban"). De hecho, la propia película es incapaz de mantener de manera consistente esta visión. Los Avengers deciden no matar a "baby Thanos", pero sí robar las piedras del infinito y traerlas de vuelta al futuro. ¿Por qué pueden hacer una cosa y no la otra? Podría ser que sólo esté prohibido cambiar aquello que va a provocar paradojas, pero no es eso lo que explicaba Banner. Más adelante, otro personaje le cuenta a Banner lo que en realidad ocurre: cada vez que roba una piedra del infinito en el pasado, aparece un "universo alternativo". Banner no cambia nada en el pasado de "su universo", pero sí en el "otro universo". Así que para evitar problemas, decide que, una vez haya vuelto al futuro de su universo y haya utilizado las piedras para recuperar a los seres perdidos, las devolverá a su lugar original en el pasado, de manera que no habrá bifurcación de universos. ¿Todo bien, no? La verdad es que, por un lado, esta explicación presenta muchísimos problemas: ¿por qué sólo hay bifurcación de universos cuando se roban las piedras, y no cuando los viajeros hacen cualquier cosa? ¿Cómo sabemos qué produce una bifuración y qué no? Lo más razonable es pensar que cualquier interacción con el pasado (si no está prohibida y no tiene la capacidad de cambiar el pasado en el universo del viajero) debería bifurcar las realidades... porque si no ¡de hecho, estás cambiando el pasado! ¿Y cómo es posible que cambiar el pasado no tenga ningún efecto en el futuro? Pero en la película, la interacción de los Vengadores con el pasado al que viajan es total, incluyendo hasta personajes del pasado que viajan al futuro etc. Marea pensar la cantidad de universos posibles que podrían crearse, y parece imposible solucionar eso simplemente volviendo hacia atrás (¿a qué universo, por cierto? ¿qué garantiza que vuelva al mismo en el que robé las piedras?) y dejando las piedras en su sitio. Quizá el ejemplo más dramático es el del bueno del Capitán América, quien, tras ser enviado por sus amigos al pasado para reponer una de las piedras, decide no volver tras cumplir su misión y vivir una vida en el pasado con Peggy Carter. Su decisión es irreprochable y la celebramos, pero nos sorprende bastante que sea capaz de aparecer andando tranquilamente con aspecto de viejito en el mismo lugar (¡del mismo universo!) en el que le están esperando los amigos. ¿Así que ha sido capaz de interaccionar con su pasado durante 70 años sin que nunca haya ningún problema? Para evitar todo esto, la película establece la regla ad-hoc de que sólo el robo de las piedras es capaz de alterar el flujo del tiempo... Pero además de todos estos problemas, quizá la auténtica cuestión es que, al final, todo esto es tan arbitrario y salvajemente especulativo como ver la mano de Marty desvanecerse mientras intenta seguir el ritmo de la banda de Marvin Berry en la maravillosa "Regreso al Futuro". De hecho, no es muy diferente a lo que el gran Doc Brown le explica a Marty en la pizarra en la segunda película, tras regresar a un 1985 alternativo y trumpiano. La diferencia está en que, mientras que en las "timelines" de Doc el viajero del tiempo puede ir pasando de una a otra, en Endgame (aparentemente) los viajeros están siempre en una, pero pueden crear otras, que no les afectan a ellos, sino a otras personas. En realidad, no conocemos ninguna explicación completamente rigurosa sobre qué ocurriría en el caso (altamente improbable) de que pudiera construirse una máquina del tiempo y el viajero tuviera la posibilidad de interaccionar con su pasado. Si han llegado hasta aquí, ¡oh lectores! se habrán dado cuenta de que he intentado ser generoso con los guionistas, de tal manera que he intentado buscar la explicación más científicamente consistente con las líneas de diálogo de la película, incluso en los casos en los que eran relativamente confusas. Hay un caso, sin embargo, en el que me ha sido completamente imposible, a pesar de darle muchas vueltas: en un momento, Stark hace alusión a la "paradoja EPR" para justificar el hecho de que Scott Lang había salido como un bebé primero y después como un viejo de una especie de versión beta de la máquina del tiempo ("queríais mover a Scott a través del tiempo pero habéis movido el tiempo a través de Scott"). Una vez más, el entrelazamiento cuántico se usa aquí como una suerte de deus ex machina que justifica cualquier ocurrencia. Nada que objetar... si la peli es buena. (Publicado originalmente en SciLogs el 21/05/19).
Que no, que el observador no es un señor que mira.Hace ya tiempo que vengo abogando aquí por la abolición del término "observador" en la divulgación de la física cuántica. Naturalmente, nadie me hace caso, y luego pasa lo que pasa. El 22 de febrero apareció un artículo en la famosa revista New Scientist, titulado "Quantum experiment suggests there really are 'alternative facts'"("Un experimento cuántico sugiere que sí hay "hechos alternativos"). Sí, "hechos alternativos": ese hallazgo poético de una portavoz del presidente Donald Trump para justificar una de sus mentiras flagrantes. Pensemos en esto con atención: o sea, que se ha hecho un experimento de física cuántica en un laboratorio y eso habría demostrado que los portavoces de los Gobiernos pueden mentir porque, como dice el artículo "la naturaleza de la realidad depende de quién esté mirando". ¿En serio? ¿La Tierra es plana según quién la mire? En realidad, el hecho de que algunas cosas sean relativas en física no es un descubrimiento de la física cuántica, sino que es la base de la relatividad, y ni siquiera es un descubrimiento revolucionario de Einstein, sino que se remonta, por lo menos, a Galileo. A nadie se le escapa, por ejemplo, que la posición y la velocidad de los objetos se mide siempre con referencia a algo, y por tanto, distintos "observadores" (palabra que podemos usar tranquilamente en física clásica) harán medidas distintas de la posición y velocidad de las cosas, dependiendo de dónde estén situados y a qué velocidad se muevan ellos mismos. Si estoy quieto en el andén de la estación cuando pasa un tren que se aleja, diré que un tren se mueve más rápido y está más lejos que lo que dirá una persona que va corriendo hacia el tren. Parece bastante lógico, ¿no? Ojo: ¿significa esto que puedo decir cualquier cosa sobre el tren, como que se mueve a la velocidad de la luz, o que no hay un tren, sino que el tren eres tú que fluyes en armonía con el todo etc.? Bueno, pues no. Los distintos observadores (de manera más precisa, los distintos "sistemas de referencia") relacionan sus medidas unos con otros de acuerdo a reglas perfectamente bien definidas, de manera que no todas las cosas que se afirman sobre un sistema físico son ciertas por el mero hecho de que las medidas dependan del observador. Más aún, el principio de relatividad no dice ni muchísimo menos que todo es relativo, sino que dice algo que se parece más bien a lo contrario: las leyes de la física no dependen del sistema de referencia. Las reglas que usan los distintos sistemas de referencia para relacionar sus medidas respetan el hecho de que las leyes de la física son las mismas para los dos observadores. Einstein tampoco tocó este principio esencial (al contrario, explicó cómo aplicarlo correctamente en el caso del electromagnetismo) sino que añadió otro tipo de medidas a aquellas que ya se sabía que eran relativas (como la posición y la velocidad): las medidas del tiempo. Por tanto, cualquier estudiante de física básica, sin necesidad de saber física cuántica y relatividad einsteniana, sabe perfectamente que hay medidas cuyo resultado depende de quién las realiza, mientras que hay otras cosas que no dependen en absoluto del observador. ¿La física cuántica cambia esto? Difícilmente puede hacerlo, ya que por más que nos empeñemos en seguir usando "observador", "observar", "mirar" etc. no es eso lo que ocurre en los experimentos en absoluto. Así, en el experimento al que se refiere el artículo de New Scientist, el "observador es... ¡un fotón! Digámoslo otro vez: no, no es un señor que mira con cara de intenso, sino un maldito fotón. La diferencia es crucial, ya que un fotón sí que puede estar entrelazado (en el sentido de estar en un estado con entrelazamiento cuántico) con otro sistema cuántico (en este caso, otro fotón), mientras que un señor mirando intensamente, no. Y los "hechos" que se miden en el experimento son precisamente los estados de un fotón, que no parece que puedan tener mucho que ver con los hechos a los que nos solemos referir en la vida cotidiana, como el número de asistentes a la toma de posesión de un presidente. ¿Qué es, en realidad, lo que se ve en el experimento (que se puede leer aquí)? En el fondo, una vez más, lo que se ve es el papel que juegan los aparatos de medida en física cuántica. Las dos o tres lectoras que me siguen recordarán bien qué es el entrelazamiento cuántico. Pensemos en dos bits cuánticos o cubits en un estado con entrelazamiento. Si hacemos medidas en uno solo de ellos, el resultado será que el cúbit está en un estado 0 o en un estado 1. No sabemos si será 0 ó 1, ya que hay una cierta probabilidad de obtener ambos, pero tras realizar una medida el cúbit estará en una de las dos posibilidades. De manera que la descripción del sistema tras la medida será que el cúbit está en un estado bien definido (podrá ser el 0 o el 1, pero ya no será un estado con una cierta probabilidad de obtener 0 y una cierta probabilidad de obtener 1). Pero ahora pensemos que, en lugar de hacer medidas sobre uno de los dos cubits por separado, solo podemos hacer medidas sobre los dos a la vez. Un tipo de medida que se puede hacer es muy importante en información y computación cuántica, y se llama "medida de Bell". Si realizamos una medida de Bell, el resultado es un estado entrelazado de los dos cubits. De manera que, la descripción del sistema tras la medida de Bell sería algo así como: "tenemos un estado entrelazado de dos cubits, donde tenemos una cierta probabilidad de estar en 0 y una cierta probabilidad de estar en 1, para cada uno de los dos cubits". Por tanto, la descripción del sistema es distinta dependiendo de si medimos uno solo de los cubits o si realizamos una medida de Bell de los dos a la vez. Crucialmente, la diferencia entre los dos tipos de medidas no tiene absolutamente nada que ver con mirar o dejar de mirar, sino que consiste en usar un aparato de medida u otro. Por tanto, ¡en realidad son dos experimentos distintos! En concreto, en el experimento que nos ocupa ahora (ligeramente más complicado que lo que acabo de describir, por motivos técnicos, pero cuyo principio es exactamente el mismo) la elección de cuál es la medida que se realiza consiste en añadir un aparato llamado "divisor de haz" (beam splitter) o no añadirlo. Un experimento en el que hay un divisor de haz es un experimento distinto a uno en el que no hay un divisor de haz. Esto es lo que realmente nos enseña la física cuántica. Para ilustrar mejor esto he hecho dos experimentos simples con el ordenador cuántico de IBM (ver figura). En la parte superior de la figura, se prepara un estado entrelazado de dos cubits y directamente se mide el estado de uno de ellos. En la parte inferior, preparamos el estado entrelazado y realizamos una medida de Bell. Como se ve, la medida de Bell implica realizar una serie de puertas lógicas sobre los dos cubits, por tanto el segundo experimento es distinto al primero. No es tan sorprendente entonces que los resultados sean distintos: en el primero, obtenemos una probabilidad muy cercana al 50% de que el cubit esté en 0 o en 1, tras 1024 repeticiones. En el segundo, obtenemos casi el 100% de probabilidad de que los dos cubits estén en 00, el resultado esperado para este proceso de medida cuando el estado que se mide es el estado entrelazado que hemos preparado. (Las pequeñas desviaciones respecto al 50% en el primer caso y al 100% en el segundo se deben a los pequeños errores experimentales). Lo sentimos, "trumpianos" y defensores varios de los hechos alternativos, pero tendrán que buscar otra cosa que no sea la socorrida física cuántica para justificar sus ocurrencias. Y a ustedes ¡oh, divulgadores! ¿de verdad que vamos a seguir usando "mirar" y "observar" en artículos de divulgación?
(Publicado originalmente en SciLogs el 29/06/19). |
AutorCarlos Sabín. Investigador Ramón y Cajal en el Departamento de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid. Desde 2015 hasta 2022 escribí el blog "Cuantos Completos" en la plataforma SciLogs de la revista "Investigación y Ciencia". Autor de "Verdades y mentiras de la física cuántica" amzn.to/3b4z1MO y "Física cuántica y relativista: más allá de nuestros sentidos" http://shorturl.at/bdLN0 Archivos
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