Entrelazamiento estable entre las partículas fundamentales más pesadas
Un experimento de la Universidad de Rochester ha confirmado que el entrelazamiento cuántico persiste entre los quarks top, las partículas fundamentales más pesadas conocidas.
El entrelazamiento -un efecto que Albert Einstein llamó "acción fantasmal a distancia"- se refiere al comportamiento coordinado de partículas minúsculas que han interactuado pero luego se han separado. Medir propiedades (como la posición, el momento o el espín) de una de las partículas separadas cambia instantáneamente los resultados de la otra partícula, sin importar cuánto se haya alejado la segunda partícula de su gemela. En efecto, el estado de una partícula entrelazada, o cúbit, es inseparable del otro.
Se ha observado el entrelazamiento cuántico entre partículas estables, como los fotones o los electrones. Pero la profesora Regina Demina y su grupo han abierto nuevos caminos al descubrir, por primera vez, que el entrelazamiento persiste entre los quarks top inestables y sus compañeros de antimateria a distancias mayores que las que puede cubrir la información transferida a la velocidad de la luz. En concreto, los investigadores observaron una correlación de espín entre las partículas. Por lo tanto, las partículas demostraron lo que Einstein describió como "acción fantasmal a distancia".
Una "nueva vía" para la exploración cuántica
El hallazgo fue informado por la Colaboración del Solenoide Muónico Compacto (CMS) en el Centro Europeo de Investigación Nuclear, o CERN, donde se llevó a cabo el experimento, informa la Universidad de Rochester.
"Confirmar el entrelazamiento cuántico entre las partículas fundamentales más pesadas, los quarks top, ha abierto una nueva vía para explorar la naturaleza cuántica de nuestro mundo a energías mucho más allá de lo accesible", se lee en el informe.
El CERN, ubicado cerca de Ginebra, Suiza, es el laboratorio de física de partículas más grande del mundo. La producción de quarks top requiere energías muy altas accesibles en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), que permite a los científicos enviar partículas de alta energía girando alrededor de una pista subterránea de 27 kilómetros a una velocidad cercana a la de la luz.
El fenómeno del entrelazamiento se ha convertido en la base de un campo floreciente de la ciencia de la información cuántica que tiene amplias implicaciones en áreas como la criptografía y la computación cuántica.
Los quarks top, cada uno tan pesado como un átomo de oro, solo se pueden producir en colisionadores, como el LHC, y por lo tanto es poco probable que se utilicen para construir una computadora cuántica. Pero estudios como los realizados por Demina y su grupo pueden arrojar luz sobre cuánto tiempo persiste el entrelazamiento, si se transmite a las "hijas" de las partículas o a los productos de desintegración, y qué, si es que algo, finalmente rompe el entrelazamiento.
Los teóricos creen que el universo estaba en un estado entrelazado después de su etapa inicial de rápida expansión. El nuevo resultado observado por Demina y sus investigadores podría ayudar a los científicos a comprender qué llevó a la pérdida de la conexión cuántica en nuestro mundo.
EL 'REY-TOP'
Los quarks top en las relaciones cuánticas de larga distancia Demina grabó un video para los canales de redes sociales de CMS para explicar el resultado de su grupo. Utilizó la analogía de un rey indeciso de una tierra lejana, a quien llamó "Rey Top".
El Rey Top recibe la noticia de que su país está siendo invadido, por lo que envía mensajeros para decirles a todos los habitantes de su tierra que se preparen para defenderse. Pero luego, explica Demina en el video, cambia de opinión y envía mensajeros para ordenar a la gente que se retire.
"Sigue cambiando de opinión de un momento a otro, y nadie sabe cuál será su decisión al momento siguiente", dice Demina. Nadie, excepto el líder de una aldea en este reino, conocido como "Anti-Top". "Conocen el estado de ánimo de los demás en todo momento", dice Demina.
