Físicos logran entrelazar dos partículas a través del tiempo

Un grupo de físicos israelíes acaba de conseguir entrelazar dos fotones que nunca habían coincidido en el tiempo, esto es, que existieron en momentos diferentes. Primero generaron un fotón y midieron su polarización, un procedimiento que destruye la partícula que se quiere medir. Después generaron un segundo fotón, y a pesar de no haber existido al mismo tiempo que el primero, comprobaron que tenía exactamente la polarización opuesta, lo que demuestra que ambos estaban entrelazados. El hallazgo acaba de publicarse en arXiv.org.  abc.es

A pesar de que el experimento parece más propio de la ciencia ficción que de un laboratorio real, no hay que olvidar que en el mundo de la física cuántica, el de las partículas subatómicas, las reglas no son las mismas que en el mundo que nos rodea. De hecho, las leyes de la física clásica, las que gobiernan la realidad que vemos a diario, dejan de funcionar a pequeñísima escala. Allí, en el reino de lo infinitamente pequeño, nuestra percepción y nuestra lógica, basados en la mecánica clásica, sencillamente, no sirven.

A pesar de ello, y por extraño que parezca, la mecánica cuántica no tiene problema alguno con el comportamiento observado por los físicos israelíes en su experimento. El entrelazamiento cuántico, en efecto, no es una propiedad que pueda explicarse con las leyes físicas a las que estamos acostumbrados. Se trata de un estado en el que dos partículas (por ejemplo, dos fotones) entrelazan sus propiedades de forma tal que cualquier cambio que sufra una de ellas es inmediatamente “sentido” por la otra, que reacciona al instante y sin importar cual sea la distancia que las separa.

Y es que las partículas subatómicas, debido a un principio llamado de “superposición cuántica”, pueden existir en cualquier estado teóricamente posible al mismo tiempo. Un fotón, por ejemplo, es capaz de girar horizontal y verticalmente (polarizaciones diferentes) simultáneamente. Solo cuando se efectúa una medición concreta la partícula observada adopta un estado determinado. Y cuando se trata de partículas entrelazadas, como las del experimento, cuando se mide una de las dos y ésta se “congela” en un estado determinado, podemos estar seguros de que la otra ha asumido, en el mismo instante, el estado opuesto. Si medimos un fotón y observamos que tiene una polarización vertical, su “alter ego” tendrá una polarización horizontal.

Relaciones complejas

La técnica usada por los físicos israelíes para entrelazar dos fotones que nunca habían coincidido en el tiempo es bastante compleja. El experimento empezó produciendo dos fotones (que llamaremos 1 y 2) y entrelazándolos. El fotón 1 fue inmediatamente medido, por lo que quedó destruido, aunque no sin fijar antes el estado del fotón 2. Entonces los físicos generaron otra pareja de fotones entrelazados (3 y 4) y enlazaron a su vez el fotón 3 con el “superviviente” de la primera pareja, el fotón 2. Lo cual, por asociación, también entrelazó el fotón 1 (que ya no existía) con el 4. A pesar de que los fotones 1 y 4 no habían coincidido en el tiempo, el estado del 4 era exactamente el opuesto del 1. Es decir, ambos estaban entrelazados.

El entrelazamiento funciona de forma instantánea sin importar cual sea la distancia entre las dos partículas, ya sea de pocos cm. o que ambas se encuentren en extremos opuestos del Universo. Ahora, este experimento ha demostrado que el entrelazamiento no solo existe en el espacio, sino también en el tiempo o, más propiamente dicho, en el espaciotiempo.

Es pronto para decir cuáles podrían ser las aplicaciones prácticas del descubrimiento, aunque su potencial es enorme en el campo de la computación y de las telecomunicaciones. Por ejemplo, en lugar de esperar que una de las dos partículas entrelazadas llegue a su destino a través de una fibra óptica, esta técnica de “dobles parejas” permitiría al emisor manipular sus fotones, y por lo tanto su comunicación, de forma instantánea.