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El Entrelazamiento de Partículas nos une y nos rodea. ¿Es la misteriosa Fuerza de la Guerra de las Galaxias?

Creada30-01-2018
Modificada30-01-2018
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Octubre4

Reseña del Documental ¿La Fuerza nos Acompaña? de la serie Secretos del Universo

¿Está la Fuerza con Nosotros?

Según La Guerra de las Galaxias, la Fuerza es algo que nos rodea y nos une a todos los seres de la galaxia.

¿Existe la Fuerza?

¿Podremos descubrirla, comprenderla y usarla?

El Detector de Ondas de Gravedad

El astrofísico Jamie Rawlings trabaja en el LIGO, intentando encontrar Ondas Gravitacionales por medio de Interferometría Laser.

El LIGO esta formado por dos tubos perpendiculares de 4 Km. Por ellos transita un rayo láser que con espejos se divide en dos y se envían a ambos tubos. En el extremo hay sendos espejos que reflejan los dos rayos hacia un interferómetro que analiza los dos rayos.

El rayo láser es luz coherente, de una única longitud de onda, así que cuando se divide en dos, ambos están en la misma fase.

Si ambos han recorrido la misma distancia, al reunirse de nuevo sus ondas  estarán en fase. El interferómetro es capaz de decir en cuánto varían las fases de ambos rayos de luz y, por tanto, cuál de ellos ha recorrido más distancia. Y la precisión de esa medida es inmensa, del orden del ancho de un núcleo atómico.

En Septiembre de 2.015 se detectó una variación en la longitud de los tubos.  Uno de ellos se había hecho, durante unas centésimas de segundo, más corto que el otro.

Tras analizar los datos se llegó a la conclusión de que esa variación se había producido a causa del choque de dos Agujeros Negros en una galaxia muy lejana, a 1.000 Mal.

En el momento del choque se produjo una perturbación del campo gravitatorio y mil millones de años más tarde esa onda ha atravesado nuestro planeta, con una intensidad tan pequeña que es completamente imperceptible.

A no ser que contemos con el LIGO.

Partículas Mensajeras

La gravedad es una fuerza que actúa desde todas las partículas del Universo en todas direcciones.

Einstein postuló que cada partícula deforma el tejido espacial, y que las demás partículas, al encontrar el tejido deformado, caen hacia él.

Algunos físicos están buscando la partícula que transmite esa fuerza: el Gravitón.

Aún no se ha detectado. Mientras más pequeña sea una partícula más energía hace falta para verla, y el gravitón es trillones de veces más pequeño que cualquier otra partícula. Haría falta un detector del tamaño de Júpiter con la masa de una Estrella de Neutrones para detectar un par de gravitones cada siglo.

Pero si pudiéramos localizarlos, comprenderlos y manipularlos podríamos fabricar herramientas similares a linternas que nos acercasen objetos lejanos, o elevarnos en el aire y hacia el espacio (sin olvidarnos del traje espacial, claro).

Como ya he comentado en varios artículos de mis páginas, yo no creo que existan las partículas mensajeras.

Las Fuerzas están perfectamente explicadas según la teoría de Einstein. Las partículas deforman el Tejido Espacial, y esta deformación altera el movimiento de otras partículas.

No hace falta que existan partículas que viajen entre dos masas para decirse mutuamente en qué dirección y con qué aceleración deben modificar su trayectoria.

Partículas Entrelazadas

Anton Zeilinger estudia el extraño fenómeno cuántico del Entrelazamiento de Partículas.

Cuando dos partículas interaccionan pueden quedar entrelazadas, de tal forma que lo que le ocurra a una le ocurrirá también a la otra.

Las partículas tienen una propiedad llamada spin que puede tener dos valores. Por comodidad llamémoslos Cara y Cruz.

Si medimos el spin de una partícula hay una probabilidad del 50% de que esté en cara o en cruz. Es totalmente imposible saberlo antes de mirar.

Si medimos el spin de la otra partícula el resultado debería ser también aleatorio, pero cuando las partículas están entrelazadas ambas dan siempre el mismo resultado.

¿Cómo puede ser que dos procesos aleatorios den el mismo resultado?

Entrelazamiento de Electrones en CanariasZeilinger ha probado a medir el spin de dos partículas entrelazadas al mismo tiempo, a la distancia que separa las islas canarias de La Palma y Tenerife. Se supone que si una de las partículas cambia de estado, enviará una comunicación a la otra para que también cambie de estado, y si ninguna comunicación puede viajar mas rápido que la luz, durante medio milisegundo las dos partículas estarían en estados opuestos.

No hay diferencia, los resultados son idénticos aún cuando no ha habido tiempo para que las dos partículas se comuniquen su cambio de estado.

Teóricamente, no hay límite en la distancia a la que pueden estar dos partículas entrelazadas, y puesto que eso no es obstáculo, podríamos usar el entrelazamiento para fabricar un teléfono que hable instantánea con Marte o con cualquier estrella vecina, sin tener que esperar horas o años en que nuestro mensaje llegue hasta allí y otros tantos en que nos llegue su respuesta.

Personalmente, me gustaría que se hiciera un experimento.

Observar los resultados con dos partículas entrelazadas.

Después coger dos partículas que NO estén entrelazadas y repetir el experimento.

¿Qué diferencias se observan?

Partículas Espejo

La mecánica cuántica hace que el comportamiento de las partículas subatómicas sea muy diferente del de los objetos compuestos por muchos átomos.

Un electrón o un fotón no se desplazan de un sitio a otro por una trayectoria prefijada, sino que si lo vemos en un sitio y luego en otro, no podemos saber por cuál de los muchos caminos posibles ha viajado.

Podríamos mirar. Para ver tenemos que enviar fotones y luego captarlos. Pero cuando un fotón choca con una partícula la desvía, así que el hecho de mirar altera los resultados, lo que hace imposible mirar sin alterar.

Aephraim Steinberg cree que gracias al entrelazamiento cuántico podríamos ver lo que hace una partícula sin mirarla, mirando a su gemela.

Pero cuando miramos a la gemela la alteramos, y al estar entrelazada con la original, también ésta es alterada.

¿Hay alguna forma de romper este círculo vicioso?

Agujeros de Gusano, Viaje Instantáneo

Cuando vamos de un lugar a otro recorremos un trayecto. Las partículas a nivel cuántico no. Saltan instantáneamente de un punto a otro, sin pasar por puntos intermedios.

O tal vez sí.

El físico teórico Daniel Culver cree que las partículas entrelazadas están unidas por Agujeros de Gusano, túneles subatómicos por los que las partículas podrían pasar instantáneamente de un extremo al otro, por muy distantes que estén.

Al principio del Universo todas las partículas estaban unidas en un tamaño casi infinitesimal y formaron túneles de gusano que las unían entre sí. En el momento del Big Bang las partículas se empezaron a separar, pero los túneles siguieron uniendo a las partículas entrelazadas.

Eso permitiría enviar señales de un extremo al otro de esos túneles.

Y si pudiésemos controlar ese proceso podríamos crear túneles que comunicasen dos lugares distantes para viajar instantáneamente de un extremo al otro.

Una idea de Ciencia-Ficción. En lugar de viajar de un sitio a otro mediante teletransportadores, lo que supone la destrucción de una persona y su reconstrucción en otro sitio ¿por qué no usar telepuertas, puertas entrelazadas?

Si fuera posible entrelazar puertas podríamos crear una puerta en la que al cruzarla nos encontramos en una central, similar al metro pero con puertas en vez de vías, por las que andando podamos viajar de Bollullos a Sevilla, a Madrid, a París, a New York a San Antonio y a El Paso. Vemos a nuestros parientes y volvemos.

Ladrillos de Nada

El astrofísico Damien Easson cree que para entender el Universo primero debemos entender el Espacio Vacío, de qué está hecha la Nada.

Está estudiando una nueva teoría, la Gravedad Cuántica de Bucles (Loop Quantum Gravity), donde se propone que a escala muy pequeña el espacio vacío está formado por ladrillos entrelazados, similares a lazos, que unen entre sí todas las partículas.

La gravedad es una fuerza que es más fuerte mientras más cerca estemos de una masa. Las masas más grandes del Universo, los Agujeros Negros Supermasivos, son también los que generan una gravedad más intensa, hasta el punto de que ni siquiera los fotones de luz pueden escapar a ella.

La Gravedad quiere reducir la masa de un Agujero Negro a un tamaño cada vez más pequeño, y si no hubiera otras fuerzas que lo impidieran lo conseguiría. Pero cuando esa compresión llegue a un tamaño infinitesimal, el Agujero Negro tendrá una densidad infinita, lo que se conoce como Singularidad.

Easson cree que esa singularidad sería el origen de Otro Universo, similar o tal vez muy distinto al nuestro, pero que se mantendría unido al nuestro a través de un Agujero de Gusano.

Vidas Entrelazadas

El entrelazamiento entre partículas es algo que se ha producido siempre, desde el mismo Big Bang. En aquel momento todas las partículas del Universo estaban comprimidas en un espacio muy pequeño y se formaron entrelazamientos entre pares de partículas. Conforme el Universo se expandió, esos entrelazamientos siguen existiendo.

El físico Jay Olson cree que los entrelazamientos se siguen produciendo, y lo hacen continuamente. Cuando dos personas conectan y entrelazan sus vidas no es algo sólo subjetivo. También partículas de sus respectivos cuerpos se entrelazan entre sí.

El número de partículas mutuamente entrelazadas en una pareja puede variar, pero no son exclusivas. También hay entrelazamiento de partículas con los amigos, los compañeros de trabajo e incluso con los jugadores de un partido de fútbol.

Pero el Universo no es algo que exista a través del tiempo, sino en un Espacio-Tiempo en el que existen todos los lugares y todos los instantes. Un entrelazamiento se puede producir con alguien del presente o del pasado o del futuro.

Cuando vivimos llevamos un equipaje de entrelazamientos que nos unen a muchas personas del presente, pero también del pasado y el futuro.

En realidad, nunca viajamos solos.

Ver Ficha de ¿La Fuerza nos Acompaña? de la serie Secretos del Universo

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