Acción a distancia (física)
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Acción a distancia:
La acción a distancia es una característica de las descripciones prerrelativistas de los campos de fuerzas de partículas que interactúan entre sí.
Sumario
Historia
La acción a distancia se ha considerado muy a menudo como un medio de explicación inaceptable en la física. Debido a que daba la impresión de resistirse a los intentos de asignarle causas propias a los efectos, la acción a distancia se ha proscrito como sinsentido ocultista. El rechazo de la acción a distancia fue el principal precepto del aristotelismo que fue tan dominante en la filosofía natural europea, y hasta hoy permanece como un prejuicio principal de la física moderna. No obstante, hubo un período de interregno; un período durante el cual las acciones a distancia eran fácilmente aceptadas por un número significativo de filósofos naturales. La principal influencia sobre este nuevo enfoque radical hacia la naturaleza de la causalidad física fue, por supuesto, Isaac Newton.
El principio de Gravitación Universal de Newton a muchos les pareció dar no sólo un ejemplo innegable de una fuerza cuya naturaleza no se podía producir por ningún tipo de contacto mecánico entre los cuerpos, sino también un modelo para otras supuestas fuerzas que podían suponerse que dan cuenta de los fenómenos químicos, biológicos y otros fenómenos físicos. Por tanto, durante el siglo XVIII, como lo han demostrado un gran número de importantes estudios históricos, los filósofos naturales buscaron hacer fructífero el deseo de Newton, expresado en el Prefacio a los Principia, de que todos los fenómenos de la naturaleza fueran explicados en términos de fuerzas atractivas y repulsivas que operan a distancia entre las partículas diminutas de los cuerpos. Sin embargo, en la actualidad el rechazo a la legitimidad de las acciones a distancia es tan grande que una serie de notables especialistas de Newton han insistido en que Newton nunca creyó en la action in distans y que fue completamente malentendido por la generación que le sucedió. Este artículo reitera que Newton sí creía en la acción a distancia y refuta los argumentos de especialistas recientes que sostienen lo contrario.
Ocurre a gran velocidad
Einstein dio ese nombre a la interacción continua entre fotones distantes entre sí, pero que poseen una propiedad de la mecánica cuántica derivada del entrelazamiento de esas partículas, de forma que los cambios experimentados por una de ellas afectan inmediatamente a la otra.
En principio una serie de experimentos conocidos en la jerga científica como "Desigualdades de Bell" parecen descartar una explicación clásica de esas extrañas correlaciones entre fotones, pero eso podría ocurrir si la velocidad de influencia entre una y otra superase en 10.000 veces la de la luz.
El equipo, dirigido por Daniel Salart, llegó a esta conclusión tras un experimento llevado a cabo entre dos pueblos suizos distantes dieciocho kilómetros uno de otro y que duró veinticuatro horas.
Esa increíble velocidad considerada como mínima para que pueda darse semejante fenómeno hace pensar a los científicos que su existencia en la naturaleza es "Inverosímil".
Investigaciones actuales
Los investigadores, del centro de Dinámica Cuántica de la Universidad de Griffith de Australia, han conseguido, en efecto, demostrar con todo rigor si un par de fotones (partículas de luz), hacen efectivamente gala de lo que Einstein llamó "La escalofriante acción a distancia" de las partículas subatómicas. Y lo han hecho, incluso, en condiciones adversas y que imitan a las del mundo real, fuera del laboratorio.
El equipo de científicos demostró que el fantasmagórico efecto, también conocido como Entrelazamiento Cuántico, se puede verificar incluso cuando muchos de los fotones se pierden por absorción o dispersión a medida que viajan desde su punto de origen hasta su destino a través de un canal de fibra óptica. El trabajo se acaba de publicar en la revista Science Advances.
El efecto es muy importante para el desarrollo de las futuras redes mundiales de información Cuántica, cuyas transmisiones serán totalmente seguras, tal y como garantizan las leyes de la física. A estas redes, además, se vincularán los ya cercanos y poderosísimos Ordenadores Cuánticos.
El entrelazamiento cuántico es una extraña y aún no bien comprendida relación que se genera entre dos partículas, de forma que cualquier cambio que sufra la partícula A es inmediatamente "conocido" por la partícula B, sin importar la distancia que las separe. Y aunque no sabemos aún del todo bien cómo se produce esa "comunicación" entre las partículas entrelazadas, el hecho de que sea inmediata ha empujado a numerosos científicos a tratar de aprovechar el efecto para construir redes de telecomunicaciones instantáneas e inviolables.
Los fotones, por ejemplo, se pueden usar para formar un "Enlace cuántico" entre dos ubicaciones. Basta con entrelazarlos y luego enviar a uno de los dos a través de un canal de comunicaciones. Cualquier medición o cambio que se haga con el fotón no enviado, determinará de forma instantánea las propiedades de su "gemelo".
Sin embargo, el líder del equipo, Geoff Pryde, asegura que ese enlace cuántico debía de pasar antes una serie de pruebas muy exigentes que demostraran si realmente las dos partículas en los extremos del canal de comunicación estaban experimentando el efecto. "Fallar en esa prueba -afirma Pryde- significa que un espía podría estar infiltrándose en la red".
El problema principal para el desarrollo de esta clase de redes de comunicaciones es que, por ahora, solo se ha conseguido que funcionen en distancias muy cortas. Cuanto más largo es el canal cuántico, en efecto, menos fotones pasan con éxito a través del enlace, ya que "ningún material es perfectamente transparente y la absorción (de fotones) y la dispersión, al final pasan factura. Y cada fotón perdido hace que sea más fácil para un espía romper la seguridad, imitando el entrelazamiento".
Por eso, desarrollar un método capaz de probar el entrelazamiento incluso cuando se sufren tales pérdidas, ha supuesto un gran desafío científico desde hace años.
Teleportación cuántica
Los científicos australianos decidieron utilizar una aproximación diferente para superar el problema de los fotones perdidos:
La teleportación cuántica:
Morgan Weston, primera firmante del artículo, explica que los investigadores seleccionaron primero los pocos fotones que habían logrado sobrevivir al canal de alta pérdida y "teletransportaron" a esos afortunados fotones hasta otro canal cuántico, limpio y en pleno funcionamiento. "Una vez ahí -añade la investigadora- la prueba de verificación elegida, llamada dirección cuántica, podía realizarse sin ningún problema. Nuestro esquema registra una señal adicional que nos permite saber si una partícula de luz ha atravesado el canal de transmisión. Eso significa que los eventos de distribución fallidos pueden excluirse por adelantado, lo que permite que la comunicación se implemente de forma segura incluso en presencia de pérdidas muy altas".
El trabajo no fue fácil. La teleportación de las partículas, en efecto, requiere de pares adicionales de fotones de alta calidad, ya que lo que se "teletransporta" no es la partícula en sí, sino sus propiedades. Y esos pares adicionales de fotones deben generarse y detectarse con una eficiencia extremadamente alta, para compensar el efecto de la línea de transmisión perdida. Algo que fue posible gracias a una tecnología de vanguardia de detección de fotones, desarrollada ex profeso por los investigadores y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos de Boulder, Colorado.
Aunque el experimento se llevó a cabo en laboratorio, logró probar canales de comunicación equivalentes a unos 80 km. de fibra óptica. Ahora, el equipo tiene como objetivo integrar su método en las redes cuánticas que están siendo desarrolladas por el Centro de Excelencia del Consejo de Investigación Australiano para la Computación Cuántica y las Tecnologías de la Comunicación, con objeto de probarlo en un entorno real.
