Qué es el entrelazamiento cuántico

 

El entrelazamiento cuántico es una de las más extrañas propiedades que caracterizan a la materia bariónica del universo a nivel subatómico.

Se pueden obtener partículas subatómicas entrelazadas, por ejemplo, separando dos electrones que previamente se encontraban formando parte de un par de Cooper en el seno de un superconductor. O haciendo pasar un fotón a través de un cristal no lineal, el cual rebotará una parte de la luz y deja pasar otra parte, generando así dos fotones menos energéticos pero entrelazados. También provocando colisiones en un acelerador para que algunas partículas al desintegrarse produzcan pares de otras partículas entrelazadas... etc.

Como ya sabéis las partículas subatómicas son manifestaciones energéticas de los campos cuánticos, y una de sus propiedades fundamentales, heredadas de los campos de los que ellas forman parte, es su momento angular: una especie de empuje que las obliga a inclinarse o girar sobre sí mismas, en un sentido o en el sentido opuesto, al que los científicos han bautizado con el nombre de Spin. 

Cuando dos partículas están entrelazadas, siempre, sin excepción, una de ellas tiene tendencia de giro hacia un lado y la otra hacia el lado contrario. Pero extrañamente este spin siempre va a estar en un estado de indeterminación mientras no lo midamos. Es decir, las dos partículas entrelazadas cuentan con un spin que solo es posible conocer cuando midamos el spin de una de ellas, y es en ese mismo instante en el que tiene lugar la observación, cuando la segunda partícula, sorprendente e indefectiblemente, adquirirá el spin contrario al de la partícula medida.

Es algo así como si tenemos una moneda de dos euros girando alocadamente sobre su canto, y por tanto en estado de cara y cruz a la vez, y le disparamos con una pistola mágica (por supuesto esto es solo un ejemplo irreal y disparatado para intentar entender el concepto que nos ocupa)  y resulta que esta se divide en dos monedas de un euro cada una (entrelazadas cuánticamente) y ambas siguen girando sobre su canto. Si ahora separamos estas dos monedas, llevando a cada una de ellas a un extremo opuesto del universo (haciendo un símil de lo que ocurriría si fuesen dos partículas subatómicas entrelazadas), al empujar con el dedo a una de ellas, obligándola así a caer en cara o en cruz, automáticamente la otra moneda caería mostrando la faz contraria. Es decir, si la primera moneda ha quedado con la cara hacia arriba, la otra moneda, en el mismo momento, caerá con la cara hacia abajo. Por muy lejos que se encuentren las dos monedas, cuando hacemos colapsar a una de ellas y muestra entonces su "cruz", podemos afirmar con absoluta certeza, sin necesidad de ir a mirar, que la otra moneda estará mostrando su "cara".

Esta propiedad será de mucha utilidad en un futuro muy próximo. Entre otras muchas aplicaciones para enviar información confidencial en sistemas de seguridad digital, lo que ya se conoce como teleportación.  

        

 

 

De qué está hecha la realidad

 

Escrutando el universo desde lo más grande a lo más pequeño con modernos y gigantescos telescopios y potentísimos microscopios, hasta ahora solo hemos sido capaces de aproximarnos a la comprensión de algo menos del cinco por ciento del total, de lo que quiera que sea que conforma la existencia.

Y, aunque nuestro conocimiento de la composición y la mecánica que rigen este cinco por ciento es en la actualidad bastante alto, estamos todavía muy lejos de comprender con total exactitud qué son y cómo se comportan las partículas elementales constituyentes de la materia bariónica, es decir esta extraña y escurridiza sustancia-energía de la que nosotros mismos y todo lo que percibimos está hecho.

Lo que si sabemos ya, a ciencia cierta, es que todo lo que somos capaces de conocer a través de nuestros sentidos es producto de las manifestaciones de las llamadas partículas elementales, que, a modo de piezas de Lego, aparecen y desparecen en el seno del tejido espacio-temporal enlazándose unas a otras e interactuando con ellas mismas y con nuestras neuronas, dando así forma a la realidad que percibimos en nuestros cerebros.

Pero he de deciros que, aunque os parezca increíble, en realidad no existen tales partículas como entidades individuales, sino que son manifestaciones energéticas de lo que se ha dado en llamar campos cuánticos. Es algo así como lo que sucede con las olas del mar. Podemos surfear sobre ellas, podemos sentir su poderoso empuje e incluso sucumbir a su poder devastador sobre costas y navíos pero, aún así, las olas no existen por sí mismas, porque no podemos aislarlas o separarlas del vasto océano del que forman parte ya que al hacerlo desaparecerán.

Como sabéis, la materia (descendiendo hasta su esencia más básica) está constituida por átomos, en el interior de los cuales existen protones y neutrones (compuestos de tres quarks cada uno de ellos) que, a su vez, están rodeados de electrones. Y siempre hay un electrón para cada protón que exista dentro de cada átomo.

El átomo elemental (el más simple de todos) del cual están hechos todos los demás, es el átomo de hidrógeno. Esta es la pieza del Lego universal más básica que existe y está formada por un solo protón y un solo electrón.

Los átomos de hidrógeno se formaron hace más de trece mil millones de años. Algún tiempo después del inicio del universo, tras el Big-Bang.

Estos átomos simples que la gravedad fue reuniendo en el espacio fueron los responsables de la formación de las primeras estrellas. Luego estas estrellas prístinas explotaron y, al hacerlo, dieron lugar a elementos más complejos, como el carbono, el oxígeno, o el hierro. A su vez estos deshechos de las explosiones de aquellas primordiales estrellas se volvieron a reunir, creando a su vez estrellas más densas que, tras ser terriblemente presionadas por la gravedad, volvieron a explotar dando lugar a elementos aún más complejos, como el cobre, el bromo o el molibdeno. Y así sucesivamente se fueron creando estrellas cada vez más masivas, hasta llegar a las estrellas de neutrones, responsables de la creación de los elementos más complejos que existen, como el oro, por ejemplo; o el uranio, el elemento más complejo que ha creado la naturaleza, compuesto de noventa y dos protones y otros tantos electrones.

Pero como os decía al principio, extramente, no existen los protones, los neutrones o los electrones como entidades individuales, sino que son manifestaciones de los campos cuánticos... Pero vamos a ir por partes...

En una próxima entrada de esta serie que ahora inicio profundizaremos más sobre estos extraños campos que existen en el seno del espacio-tiempo, el tejido sobre el que existe la materia, que se expande raudo y veloz desde el Big-Bang hasta el final de los tiempos, conformando la estructura básica del universo.

Nos vemos pronto, saludos.

Qué es el infinito

 

Muchos de vosotros, seguramente, habréis pensado alguna vez en el concepto "infinito" y, seguramente también, habréis desistido más pronto que tarde de intentar comprenderlo pues realmente es difícil, por no decir imposible, que la mente humana sea capaz de asimilarlo aunque solo sea vagamente.

Por otra parte también se nos muestra incomprensible la idea de que puedan existir múltiples dimensiones en el universo, además de las tres archiconocidas "largo", "alto" y "ancho" y la otra dimensión a la que llamamos "tiempo". Y sin embargo cada vez está más claro que eso es exactamente lo que sucede en el cosmos.

Se me ocurre un símil a la sazón que, uniendo ambos conceptos, quizás nos pueda ayudar a acercarnos un poco a estas incomprensibles ideas.

Imaginad que sois imagineros (y no es una redundancia, aunque lo parezca) y que, por tanto, esculpís imágenes en madera.

Imaginad también que estáis ante un gran bloque de madera, dispuesto para ser trabajado con vuestras azuelas, gubias y escofinas.

Ahora pensad en la cantidad de bustos con rostros diferentes que podéis tallar en esa pieza de madera...

En realidad se podrían tallar en ella tantas caras como modelos humanos existen, al menos uno por cada faz de cada habitante de nuestro planeta y cada cara sería una dimensión diferente.

Es más, os puedo asegurar que podemos afirmar sin temor a equivocarnos que se pueden tallar "infinitos" rostros humanos en esa madera. Todas las dimensiones (formas) existen a la vez  en ese bloque de madera de forma compactada o condensada.

Entonces el concepto de dimensiones infinitas se nos muestra más cercano visto de esta manera ¿verdad?

Ahora pensad en que si todos los bustos que es posible tallar son infinitos, para que cada uno de ellos sea percibido por nuestro cerebro necesitamos tres referencias espaciales; las tres referencias espaciales a las que ahora llamamos dimensiones y que en realidad no lo son, sino que son referencias, herramientas, que usa nuestro cerebro para acotar la dimensión existente actual.

Por supuesto la llamada cuarta dimensión: el tiempo, que es referencia temporal y no dimensión como tal, es también imprescindible para que puedan existir las otras tres referencias anteriores. Sin tiempo nada cambiará jamás. Y sin alto, ancho y largo nuestro cerebro no será capaz de contextualizar ni comprender la realidad y, por tanto, ésta no existiría. Todo nos parecería eterno o inexistente.

En el cosmos es mucho más difícil comprender el infinito pues, aunque cada día conocemos más sobre la composición y estructura de los átomos, o materia ordinaria, o sea sobre nosotros mismos, a penas sabemos nada de la estructura y propiedades del gran contenedor que la acoge. Aún no sabemos casi nada sobre las fuerzas que gobiernan el universo, las llamadas Energía y Materia oscuras y tampoco sobre el espacio tiempo, es decir sobre la propia gravedad que nos mantiene pegados al planeta. Pero se está avanzando mucho y quizás, quien sabe, dentro de mil años nuestros descendientes sean capaces de comprender estos conceptos.

Os invito a reflexionar sobre ello. 

Saludos.

La única velocidad que existe en el universo es la velocidad a la que viaja la luz

 

La única velocidad que existe en el universo es la velocidad de la luz. Todos los cuerpos se mueven a esa velocidad a través del espacio-tiempo si en él no existen partículas subatómicas reales, aunque en realidad este esté lleno de partículas virtuales. 

Si un cuerpo no tiene masa, como es el caso de los fotones, se moverá a la máxima velocidad, es decir, a la velocidad de la luz, y para él no transcurrirá el tiempo. En cambio, si un cuerpo masivo está completamente parado el tiempo para él será eterno. 

Entre ambos extremos se mueven siempre todos los cuerpos, configurando así un vector desde el centro de un círculo cuyo radio será siempre el valor de la velocidad de la luz a través del espacio-tiempo. Así, cuando aumenta la distancia en el espacio disminuye el tiempo, y viceversa, de forma que siempre el resultado final es el valor de la velocidad máxima a la que viaja la luz. Según la materia se mueva por el espacio-tiempo así será el tiempo para ella.