37 dimensiones desafiaron las matemáticas y mostraron lo extraña que puede ser la física cuántica
Un experimento de 37 dimensiones que busca los estados cuánticos más paradójicos de las partículas ha demostrado lo extraña que es la física cuántica.
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31 de enero de 2025
Un estudio publicado este miércoles en Science Advances mostró las extrañas “entrañas” de la física cuántica .
Como detalla New Scientist , el equipo de investigación se centró en la paradoja de Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ), que muestra que las partículas cuánticas pueden permanecer ligadas a grandes distancias durante más de 30 años.
En la versión más simple de la paradoja, tres partículas están vinculadas a través del entrelazamiento cuántico , una conexión especial que permite a los observadores aprender algo sobre una partícula a través de su interacción con las otras dos.
Como se ha demostrado en pruebas matemáticas, una situación en la que las partículas sólo pueden influirse entre sí cuando están muy próximas entre sí –en otras palabras, cuando la llamada acción fantasmal a distancia está prohibida– conduce a imposibilidades matemáticas .
En la década de 1990, los físicos se dieron cuenta de que la única manera de evitar estas imposibilidades era aceptar que las partículas pueden participar en lo que New Scientist describe como “fantasma cuántico ” .
En el nuevo estudio, los investigadores se propusieron construir la versión más extrema de esta paradoja hasta la fecha. En concreto, querían encontrar estados de fotones, o partículas de luz, cuyo comportamiento en un experimento GHZ fuera muy diferente al de las partículas puramente clásicas.
Sus cálculos revelaron que los fotones tenían que estar en estados cuánticos tan intrincados como si existieran en 37 dimensiones .
Es decir, así como su posición en este momento debe determinarse con referencia a tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal de nuestro mundo, el estado de cada fotón tuvo que utilizar 37 de tales referencias .
Luego, los investigadores probaron esta idea traduciendo una versión multidimensional de la paradoja GHZ en una serie de pulsos de luz altamente coherente (luz que es extremadamente uniforme en su color y longitud de onda) que luego podían manipular.
“Este experimento demuestra que la física cuántica es menos clásica de lo que muchos pensábamos. “Podría ser que 100 años después de su descubrimiento, todavía estemos viendo sólo la punta del iceberg”, dijo a New Scientist el líder de la investigación Zhenghao Liu , de la Universidad Técnica de Dinamarca.
Liu dijo que el siguiente paso era hacer los cálculos más rápidos codificando la información en estados cuánticos similares a los que su equipo ya ha estudiado.
Este trabajo también puede tener implicaciones sobre cómo se utilizan los estados cuánticos de la luz y los átomos para el procesamiento de información, como en la computación cuántica .
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