FíSICA: FOTONES ENGANCHADOS E INCERTIDUMBRE
Hay veces en que la ciencia
(a secas) roza la ciencia ficción, un género tanto literario como
televisivo que ha calado hondo en la imaginación humana. Tanto es así
que incluso presta palabras al vocabulario científico; por ejemplo teletransportación,
término puesto en boga desde la década del 60 por series televisivas
como Viaje a las Estrellas y otros programas del mismo tipo, en
los que un cuerpo u objeto cualquiera podía ser desmaterializado en un
lado para aparecer instantáneamente en otro.
Hoy no se teletransportan objetos, pero casi: desde 1993, cada tanto, distintos
investigadores de todas partes del mundo se asoman a algo parecido a la teletransportación.
Por ejemplo, recientemente un equipo de científicos de la Universidad
de Ginebra (Suiza) logró teletransportar un fotón
(una partícula de luz) a una distancia de dos kilómetros, la mayor
distancia hasta ahora alcanzada. Con su reciente experimento, el equipo suizo
se une a un selecto grupo de científicos de países como Austria,
Australia, Dinamarca, Gran Bretaña y Estados Unidos que habían
logrado transportar fotones de un lugar a otro pero a distancias mucho menores
(como de un metro, por ejemplo).
Escaneando particulas
Básicamente
la historia es así: los científicos suizos escanearon distintas
partículas de un haz de láser (foto) para extraerles toda su información,
y producir, en el lugar de destino, un fotón que replica las mismas propiedades
y el patrón que el original. Esencialmente, un objeto desaparece
aquí y reaparece allá, sin pasar por ningún lugar en el
medio. Esto suena a magia, pero uno debe enfatizar que la materia no desaparece,
esencialmente, sino que se disuelve, pierde su estructura, explicó
a Futuro Nicolas Gisin, director del Departamento de Física de la Universidad
de Ginebra. En el extremo final del proceso de teletransportación
las partículas emergentes adquieren el mismo estado cuántico (esto
es, la estructura última) que el objeto inicial, agregó.
Técnicamente, el proceso que se conoce como teletransportación
cuántica consiste en transferir de un lugar a otro pequeñísimas
unidades de información llamadas quantum bits o qubits. El equipo capitaneado
por Gisin logró teletransportar algunos de estos qubits presentes en
fotones de un rayo láser en un laboratorio a un haz de partículas
lumínicas ubicado en otro laboratorio a 55 metros de distancia pero unidos
por una línea de fibra óptica de 2 kilómetros de largo.
En realidad, lo que lograron los científicos suizos fue transferir las
propiedades (o estado cuántico) de un fotón a otro fotón
(distante). Estrictamente, los fotones no viajaron, sino que el
fotón de destino adquirió las propiedades del fotón
de partida.
Un problema incierto
Hasta 1993,
la teletransportación no era tomada muy en serio por los científicos.
Resulta que había conceptualmente un pequeño (así
como importante) escollo a sortear si se quería alguna vez empezar a
transportar cosas de un lado para el otro: el principio de incertidumbre, enunciado
por Heisenberg en 1927. Para teletransportar siquiera un fotón es necesario
conocer su posición y velocidad. El principio de incertidumbre precisamente
afirma que eso es imposible. Más bien, lo que no se puede hacer es medir
posición y velocidad simultáneamente y con absoluta precisión.
Al identificar una, la otra se vuelve incierta.
Ahora bien, lo que los científicos hicieron fue valerse de una propiedad
conocida como entanglement (que se podría traducir como enganche)
con la que se consigue que dos fotones actúen como si estuvieran enganchados:
cualquier modificación que sufre uno de ellos se reproduce instantáneamente
en el otro. En realidad, ambas partículas actúan como si fueran
un solo objeto. Así, los investigadores dan rienda suelta a sus irrefrenables
ansias de mover las cosas: alterando una partícula se logra medir la
velocidad y posición de la otra para finalmente teletransportarla. (En
realidad, estos experimentos no se hacen replicando en fotones lejanos magnitudes
como velocidad y posición, sino números cuánticos como
el spin up y el spin down.)
La velocidad de la luz
Lo que es importante
tener en cuanta es que la teletransportación no viola en absoluto el
principio relativista que fija como un tope absoluto de velocidades la marca
de trescientos mil kilómetros por segundo que logra la luz. En efecto,
aunque lo que se transmiten son simplemente estados cuánticos, no hay
transporte de materia ni de energía, ni de señal alguna; esta
técnica, aunque se desarrollara, no permitiría enviar instantáneamente
ningún mensaje de ningún tipo. Puede, sí, acelerar el funcionamiento
tanto de las computadoras cuánticas, como de los sistemas de criptografía
cuántica, pero la transmisión de mensajes sólo puede hacerse,
como máximo, a la velocidad de la luz.
De aquí a la eternidad
A pesar de los
resultados conseguidos hasta el momento, la teletransportación de objetos
al estilo Viaje a las Estrellas está muy lejos de concretarse.
Al fin y al cabo, lo que se teletransportó es apenas un fotón;
la simple idea de lograrlo con un átomo es, por ahora, fantástica.
Y un objeto cualquiera (por ejemplo, un cuerpo humano) está compuesto
por trillones de trillones de átomos.
Es más: se tendría que tener la total seguridad de que la estructura
o patrón atómico sea el mismo en un ciento por ciento, para así
evitar no muy deseadas sorpresas del otro lado del transportador. Y más
aún: en el recóndito caso de que alguna vez se logre teletransportar
a alguien, y teniendo en cuenta que no se transporta materia sino estructura,
es decir, se replica, ¿sería la persona teletransportada la misma
que entró a teletransportarse? Una paradoja que sólo con el tiempo
(y tecnología y voluntarios mediante) se podrá dilucidar.
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