La paradoja EPR

Einstein rechazaba los postulados de la mecánica cuántica que conducían al principio de incertidumbre y a la existencia de fenómenos que parecían transmitir información a una velocidad mayor que la de la luz. No deja de ser irónico que el Premio Nobel le haya sido otorgado a Einstein por su explicación del efecto fotoeléctrico, fenómeno de naturaleza cuántica. Su conocida frase de escepticismo frente a la naturaleza probabilística de los fenómenos subatómicos, “Dios no juega a los dados”, fue respondida con: “Si Dios juega a los dados, también hace trampa”.

El Premio Nobel de Física en 2022, otorgado a J. Clauser, A. Aspect y A. Zeilinger, reconoce el trabajo experimental y teórico de esos investigadores que permitió responder a uno de los más certeros ataques a la teoría cuántica: la paradoja EPR, llamada así por haber sido formulada por Einstein, Podolsky y Rosen, en 1935.

De la teoría de la relatividad se deduce que dos objetos alejados uno del otro no se pueden influenciar mutuamente de manera instantánea. La teoría cuántica permite deducir que si hay dos partículas “entrelazadas”, así estén a millones de kilómetros de separación, la perturbación de una de ellas, por ejemplo midiéndola, instantáneamente modifica el estado de la otra.

El experimento “mental” que condujo a la paradoja EPR parecía ser el golpe de gracia contra la teoría cuántica, pues esta violaba el principio de relatividad avalado en el campo experimental, que limita la velocidad a la cual se puede transmitir información. Einstein concluyó que la teoría cuántica era incompleta y que existían variables ocultas. Pasaron 30 años hasta que J. Bell desarrolló un modelo —llamado en su honor la desigualdad de Bell— que permitió mostrar que no hay parámetros ocultos en la teoría cuántica y que existen sistemas entrelazados en los cuales no aplica el concepto de teoría local; además, muestra la posibilidad de comprobar experimentalmente qué procesos cuánticos no siguen la física clásica. Hasta ese momento la disputa era teórica, pero en 1969 Clauser realizó un experimento que comprobó que la paradoja de EPR no coincide con los resultados experimentales. Cuando recibió la noticia de la Academia Sueca, dijo: “Lo siento, Einstein, Bohr tenía razón”. En 1980, Aspect, otro de los galardonados, comprobó que el entrelazamiento persiste a pesar de las grandes distancias que separan las partículas.

Zeilinger, el tercer galardonado, mostró, en los laboratorios de la Universidad de Viena, la posibilidad de transmitir información de partículas subatómicas en estados coherentes (básicos para la computación cuántica). En Innsbruck, a pocos kilómetros, los físicos encontraron que la información que se recibía era aleatoria.

Las discrepancias se explican por la inexistencia de una teoría que integre la gravedad con la cuántica, el sueño de Einstein: la teoría unificada. Una sola teoría integra la fuerza electromagnética con la fuerte y la débil, estas últimas explican la existencia del núcleo atómico y su desintegración. Hay nuevas fuerzas que se deducen de la expansión acelerada del universo: la materia oscura y la energía negativa.

En el libro Vuelos espaciales y ciencia ficción (Isaza y Campos) se propone una idea basada en la existencia de estados coherentes para permitir la comunicación instantánea del capitán Spock, de la nave Enterprise, con la base distante a cientos de años luz.