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¿Qué vino primero, el huevo o la gallina? La física cuántica tiene la respuesta




07/09/2018 - 17:31:29
BBC.- La paradoja fue propuesta ya por pensadores en la antigua Grecia.

�Cu�l es la causa y cu�l el efecto? �Qu� vino primero, el huevo o la gallina?

Cient�ficos de la Universidad de Queensland en Australia y del Instituto N�EL en Francia probaron que, en f�sica cu�ntica, tanto el huevo como la gallina son los primeros.

"La extra�eza de la mec�nica cu�ntica significa que los eventos pueden suceder sin un orden establecido", se�al� la f�sica Jacqui Romero, del Centro de Excelencia de ARC para Sistemas de Ingenier�a Cu�ntica en la Universidad de Queensland.

El gran experimento de f�sica cu�ntica que refut� una teor�a de Einstein

"Tomemos el ejemplo del viaje diario al trabajo, donde viajas parte en autob�s y parte en tren. Normalmente, tomar�as el autob�s y luego el tren, o al rev�s. En nuestro experimento, ambos eventos pueden ocurrir primero y eso se conoce como "orden causal indefinido", no es algo que observemos en nuestra vida diaria".
Superposici�n


Para observar este efecto en el laboratorio, los investigadores usaron una configuraci�n llamada interruptor cu�ntico fot�nico.

"En nuestro experimento, con lo que se conoce como un interruptor cu�ntico, el orden de dos eventos depende de lo que llamamos un control", explic� Romero a BBC Mundo.


"Piensa por ejemplo en la idea de los bits de computadoras que pueden tener el valor de 0 o de 1. En nuestro experimento, si el valor de control es 0, A sucede antes que B. Y si el valor de control es 1, B sucede antes que A".

"Lo que sucede es que en f�sica cu�ntica podemos tener bits en superposici�n, lo que significa que su valor es 0 y 1 al mismo tiempo, por lo que en cierto sentido podemos decir que el valor del bit es indefinido".

"Y debido al valor indefinido del control, que a su vez determina el orden, podemos decir que hay un orden indefinido entre los eventos A y B".

Usualmente, de las expresiones "A sucede antes que B" o "B sucede antes que A" solamente una puede ser cierta.

La realidad es distinta en la f�sica cu�ntica. "Si las dos expresiones pueden ser ciertas tenemos lo que se conoce como orden causal indefinido".
Fotones

El experimento registr� transformaciones o "cambios en la forma de part�culas de luz o fotones (por ejemplo, forma de rosquilla o forma de flor).

Y los cambios depend�an a su vez de una de las propiedades de la luz, la polarizaci�n (la direcci�n en que se mueve un campo el�ctrico)", se�al� Romero a BBC Mundo.


Los eventos A y B en el experimento son entonces transformaciones en la forma del fot�n y el orden en que suceden esas transformaciones son controlados por la polarizaci�n.

"Hay muchas posibilidades para las transformaciones en la forma (muchas As y Bs posibles), pero las correlaciones entre las opciones de transformaciones y la polarizaci�n tienen un l�mite. En el experimento violamos ese l�mite, y concluimos que hay un orden indefinido entre A y B".
Computadoras m�s r�pidas

El experimento es una demostraci�n de principio, pero a una escala mayor, el orden causal indefinido puede tener aplicaciones pr�cticas reales, como hacer las computadoras m�s eficientes o mejorar la comunicaci�n.

"Hay un experimento en Viena, en el que mostraron que el orden causal indefinido tiene ventajas para un tipo de problema computacional", afirm� Romero.


"Esencialmente, mientras que en general se precisan dos part�culas par hacer una operaci�n de computaci�n, con un interruptor cu�ntico s�lo precisas una".

"El otro avance que me entusiasma mucho es el de la teor�a planteada por Giulio Chiribella, (uno de las investigadores m�s reconocidos en informaci�n cu�ntica), quien demostr� que usando un interruptor cu�ntico es posible la comunicaci�n a�n en un canal con m�ltiples interferencias. Piensa por ejemplo en superar el ruido de una l�nea telef�nica que confunde todo".
Mi hijo de 4 a�os...

Romero y sus colegas utilizaron para explicar su estudio la paradoja del huevo y la gallina.

"El huevo y la gallina es en realidad una met�fora. En la literatura popular siempre se pregunta qu� fue primero. Y lo que probamos con este experimento, en que "A sucede antes que B" y "B sucede antes que A" pueden ser ciertos al mismo tiempo, es que �los dos eventos ocurren primero!"

Romero reconoce que el experimento del interruptor cu�ntico es algo artificial que no parece relacionarse con el d�a a d�a.

"Lo dise�amos de esa manera. Pero en nuestra vida diaria, a�n tenemos causas antes que efectos. Y tenemos ese concepto desde que somos ni�os. Mi hijo de 4 a�os piensa que el Sol sale si �l duerme".

"As� que en cierto sentido podr�as decir que causa y efecto son una forma de pensar, de conectar cosas para que el mundo tenga sentido para nosotros".

En el experimento A y B no son causa y efecto, son independientes.

"Pero demostramos que el orden puede ser indefinido, de forma que si A fuera la causa y B el efecto deber�amos concluir que tambi�n la causalidad puede ser indefinida", afirm� la f�sica de la Universidad de Queensland.

�Lograremos alg�n d�a explicar c�mo es posible que el mundo cu�ntico se comporte de una forma tan diferente a lo que vemos d�a a d�a? �Y experimentar el orden causal indefinido?

"Tal vez cuando lleguemos a un punto en la f�sica en que logremos conciliar la f�sica cu�ntica (en la que hay superposici�n) con la relatividad general (la teor�a del espacio tiempo), logremos eso".

El estudio fue publicado en la revista Physical Reviews Letters de la Sociedad de F�sica Estadounidense.

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