Entrelazamiento cuantico y el tiempo

Jorgew #1 Ene '11

Bueno, pues me acabo de encontrar con esto, y queria ver si alguien me ilustra un poco en este tema, que tiene pinta de ser apasionante.

El entrelazamiento cuántico es el fenómeno extraño en el que dos o más partículas se vuelven tan profundamente vinculados que comparten la misma existencia. Esto lleva a algunos efectos contradictorios, en particular, cuando dos partículas entrelazadas se separan a una gran distancia. Cuando eso sucede, la medición en una partícula influye en la otra inmediatamente, independientemente de la distancia entre ellas. Este "extraña acción a distancia" tiene profundas implicaciones sobre la naturaleza de la realidad, que aun no esta completamente comprendidad por los físicos

Hoy en día, aparecen constantemente nuevas fichas en el rompecabezas que deben ser acomodadas. Jay Olson y Ralph Timoteo, ambos de la Universidad de Queensland en Australia, afirman que han descubierto un nuevo tipo de entrelazamiento que se extiende, no a través del espacio, sino a través del tiempo ...

Fuente en ingles: http://www.technologyreview.com/blog/arxiv/26270/

Meleagant #2 Ene '11 :psyduck:

El otro día me lo comentó un amigo, hablando de el libro de El Juego de Ender.

Me quedé perplejo al saber que se podía crear una especie de enlace entre dos partículas de forma que la alteración de una afectase a la otra independientemente de la distancia a la que estén.

También me interesaría si alguien pudiese dar una explicación sobre el tema, porque creo que es algo asombroso la verdad.

DrakaN #3 Ene '11

Ya queda menos para el comunicador instantáneo de la paralaje de Philotic o ansible como comenta #2 xD.

Comunicación superluminal allá vamos! xD

Zerokkk #4 Ene '11

Esa alteración solo se puede realizar entre Cuantos, que son partículas subatómicas que existen en más de un momento espacial y temporal a la vez. Eso significa que un mismo cuanto puede estar en 2 (o incluso más) sitios a la vez en el espacio, e incluso en varios momentos temporales. En realidad no es así del todo; los cuantos observados son dos partículas independientes, pero comparten el mismo estado.

Poniendo un ejemplo ilustrativo, si los cuantos pudieran ser de colorines, y tenemos 2 cuantos blancos separados por 4000 años luz que estamos observando, si cambiamos el cuanto que tenemos más cerca a rojo, el cuanto que está lejos, también cambiará su color, e instantáneamente, a rojo.

Según el entrelazamiento de estos cuantos (que no es tarea fácil, precisamente) creo que se pueden lograr efectos similares o análogos en partículas mayores e incluso en átomos enteros. Con esto se logra teletransportar partículas a largas distancias, y de hecho creo que ya han teletransportado en China, un átomo a varios kilómetros de distancia.

Esto podría tener utilidad como método de comunicación en el espacio, ya que si tenemos un cuanto en una nave, y otro en otra a una distancia alta (digamos un año luz), con efectuar un sistema binario computacional con estos cuantos, podremos establecer comunicaciones instantáneas con la otra nave, mientras que con señales de radio tardaríamos un año entre cada transmisión.

Espero haber resuelto tus dudas .

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Meleagant #5 Ene '11 :psyduck:

#4

Muchas gracias, la verdad es que más o menos es lo que me imaginaba.

Por cierto, se te ha olvidado la aplicación práctica más importante: jugar online con 0 ping

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o4colorxl #6 Ene '11

Pero ¿por que? ¿que es lo que hace que esas particulas interactuen entre ellas?

B

[Borrado] #7 Ene '11

Por lo poco que sé, una manera fácil de explicarlo (si no me equivoco, claro) es con el experimento de Einstein. Después de salir el principio de incertidumbre (no puedes conocer posición y velocidad de una partícula al mismo tiempo), Einstein dijo que había una manera ("Dios no juega a los dados"), y ésta era dividir una partícula en dos partículas subatómicas y al separarse medir en una la posición, en la otra el momento (viene siendo la velocidad) y deducir por simetrías la posición y velocidad de cada una de las partículas saltándose el ppio. de incertidumbre. Pues su sorpresa fue que al medir la posición en una de las dos partículas, la velocidad de la otra se alteró quedando intacto el principio de incertidumbre.

Da que pensar, la verdad.

edit: También permite explicar intuitivamente el fénomeno de la radiación Hawking y el estudio en agujeros negros acústicos...

edit 2: Perdón, no era un experimento sino un experimento mental que tenía una paradoja asociada, se solucionó el 1964 http://es.wikipedia.org/wiki/Paradoja_EPR

mTh #8 Ene '11 Frodo Bosón

#6

A ver, el caso más simple de quantum entanglement es el asunto del spin de los electrones orbitando alrededor de un átomo (el del helio para poner el caso más sencillo).

Según el principio de exclusión de Pauli, dos partículas no pueden tener exáctamente los mismos números cuánticos, es decir, que los dos electrones orbitando un átomo de Helio tienen que ser distintos de algun modo, pues ambos se encuentran en el mismo orbital.

Uno de los dos electrones tiene el spin para arriba y el otro para abajo.

El sistema del primer orbital esta lleno, es decir, que no hay números cuánticos libres para meter nuevos electrones, y si los metemos, estos se iran a un orbital superior.

Al estar lleno, si modificamos la dirección del spin de uno de los electrones (de arriba a abajo o de abajo a arriba) el otro tiene que, por narices, hacer lo opuesto o irse a otro orbital (esto último no ocurre porque cuesta más energía, y como sabeis, todo siempre tiende al camino que menos energía gasta).

Eso es ni más ni menos que entrelazamiento cuántico al nivel más simple posible. El estado de una partícula depende del estado de la otra, es decir, para poder definir el estado de una partícula necesitamos saber el estado de la otra.

El problema es que esto del entrelazamiento cuántico se entiende solo a nivel local. Todas las aplicaciones "chachis" como la comunicación cuántica requiere no romper dicho sistema cuando separamos las partículas, cosa que de momento, es completa ciencia ficción.

Lo de #1, por cierto, es completamente teórico. No hay ni experimentos de por medio, ni pruebas ni nada.

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Zerokkk #9 Ene '11

#8 Pero los cuantos sí que pueden operar a niveles mayores, teniendo la capacidad de cambiar el estado de las dos partículas homogéneas, y esto sin la necesidad de estar en el mismo átomo, no?

No sé, pero que yo sepa en estos últimos años se han hecho mucha mejoras al respecto del entrelazamiento cuántico, con experimentos como el que comenté en #4, que logró teletransportar un átomo (lo cual me parece sorprendente puesto que pensaba que solo se podía lograr a nivel subatómico) a distancia, sin que pase por el centro.

Artículo relacionado:

Traspaso de información entre átomos separados

Cogí esta fuente porque la tenía a mano, pero aparece en otros muchos sitios, de hecho creo recordar cuando sucedió, que había leído algo.

Esto demuestra que la información entre átomos SÍ se puede cambiar a distancia, no? Supongo que tendrá que ver con el entrelazamiento de estados cuánticos.

o4colorxl #10 Ene '11

#8 como siempre, gracias. Joder que gusto da leerte. Hace tiempo leí a una usuaria que decía que se ponía cachonda al leerte. Creo que si fuera tía me pasaría lo mismo XD.

NeB1 #11 Ene '11

Si no recuerdo mal, los computadores cuánticos se basan en este principio para extraer la información de la CPU, porque cuando intentaban observar los resultados de esta, la propia observación los modificaba.

Como la CPU cuántica basa sus estados lógicos en el nivel de energía de cada electrón según el orbital al que ha saltado, modificar el sistema donde se encuentran dichos electrones, puede provocar cambios en los mismos.

De todas formas es lo que recuerdo, igual no es así.

mTh #12 Ene '11 Frodo Bosón

#9

Vete a la fuente original..

Verás que de teletransporte o de comunicación entre átomos más bien poco.

Lo único (No es que sea poco) que hacen es "demostrar" que el estado "entrelazado" no se ha roto, pero tiene muchos peros, hay interacción entre los fotones, la interacción con las microondas para preparar los iones...

De ahí a "modifico un átomo y el otro, aunque este en marte, se modifica" hay un mundo, y no precisamente pequeño, y aún no esta probado de forma experimental por muchos artículos sensacionalistas que me saquen.

Lo que digo es que de momento cualquier aplicación es ciencia ficción aparte del "pequeño" problema con relatividad general.

La clave de todo este asunto es que, te lo montes como te lo montes, no puede haber ninguna información transmitida a velocidades superiores a c... así que a menos que estemos preparados para cargarnos relatividad general, especial y todo lo que se pueda uno cargar, no vais a tener comunicación cuántica como el de Mass effect XD.

Zerokkk #13 Ene '11

#12 Hombre, si nos basásemos en cambiar el estado de los cuantos, no estaríamos transmitiendo información (por lo tanto, tampoco a velocidades mayores que c), puesto que técnicamente, estaríamos modificando solo una partícula, pero que tiene la propiedad de poder estar en varios sitios a la vez xD. No veo que problema tiene con relatividad general, la verdad... solo que, bueno, hay que admitir que se ve "raro" eso de que una partícula pueda estar en dos sitios en el espacio y en el tiempo... a la vez :/ .

Pero bueno, sé que sea como sea, hoy en día es impensable idear un mecanismo de comunicación que se base en este efecto (u otro análogo) puesto que nuestra tecnología no da para esto. Eso aparte de que computacionalmente, debe ser un liaco conseguir que un mecanismo que funciona con mecánica clásica (digamos, un sensor de un ordenador para observar los cambios en el estado del átomo cuantizado), pueda encontrar con 100% de fiabilidad, una partícula que se rige por mecánica cuántica xDDDD. Al menos para conseguir una comunicación legible, porque vamos...

En otras palabras, el principio de incertidumbre se va a tener que ir al carajo para que esto sea posible y efectivo, no? Además de otras muchas cosas anteriormente dichas.

mTh #14 Ene '11 Frodo Bosón

#13

No, técnicamente no estas modificando una partícula, estas modificando una partícula que debido al entrelazamiento cuántico modifica otra con la que esta unida.

Son dos partículas distinguibles, esten o no entrelazadas.

Esto no tiene nada que ver con "una partícula estando en varios sitios a la vez" y si has entendido eso, es que no lo has entendido bien.

Y es un problema muy grave transmitir información más rápido que c, tan grave como que tienes que cargarte relatividad general y especial.

El principio de incertidumbre no tiene ningun problema con el entrelazamiento cuántico, de hecho, esta en la base de porqué se producen este tipo de efectos. Sin el no-determinismo, la superposición de estados y demás características de la cuántica no tienes entrelazamiento cuántico ni efecto cuántico que valga en general.

Zerokkk #15 Ene '11

#14 No, si entendí eso perfectamente, mth. A lo que me refería era a los cuantos, esas partículas subatómicas que se supone que tenían las propiedades que describí. Vamos, es algo que vi hace mucho, pero creo que era así. Lo de las partículas entrelazadas cuánticamente claro que lo he entendido y por supuesto sé que las partículas entrelazadas son partículas distintas.

edit: Ah ok, gracias por la aclaración del segundo punto.

#16 No, los taquiones eran partículas hipotéticas capaces de viajar a mayor velocidad que la luz. No hablo de eso xDD.

Jorgew #16 Ene '11

#15 Me parece que te refieres a los "taquiones".

Vale, es que no sabia si me confundia yo o tu xD

mTh #17 Ene '11 Frodo Bosón

#15

Cuando se habla de cuantos en física de partículas se refiere a la mínima división de "algo", lo que sea.

No son "un tipo" de partículas ni nada.

No hay ningun tipo de partícula, ni hipotética ni no hipotética, que tenga las propiedades que tu indicas, habrás malinterpretado algo .

Zerokkk #18 Ene '11

#17 Ya, si me pasé hace un ratito por la wikipedia a buscar lo del cuanto y no lo encontré, y solo encontré lo de la división a la que tú te refieres. Qué raro, juraría haberlo visto antes... pero bueno, olvídalo entonces xD. Puede que me estuviera refiriendo a otra cosa, pero vamos que no tiene importancia en este hilo. Gracias por las aclaraciones.

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