¿Está todo conectado? ¿Puede la información viajar más rápida que la luz? No, no y mil veces no

Recientemente ha salido un interesante artículo de una colaboración internacional, en la que se encuentra el español Antonio Acín, en la revista Nature Physics, titulado Quantum non-locality based on finite-speed causal influences leads to superluminal signalling. Como ya digo es un artículo muy interesante, pero también son interesantes las comunicaciones divulgativas que se han dado sobre él. 

En menéame no ha aparecido una, sino dos veces, el artículo. La primera vez llegó a portada con el título,  Una de dos: O la información es mas rápida que la luz, o todo el Universo está relacionado entre sí. ¡¡La leche!! Todo está relacionado entre sí. No se lo que significa, pero tiene que ser la pera. El segundo fue titulado Demuestran que las partículas cuánticas están vinculadas más allá del espacio-tiempo. ¡¡Toma maroma!! "Más allá del espacio tiempo". Vuelvo a no saber lo que es, pero suena a ciencia-ficción que tira para atrás. 

Por suerte o por desgracia todo es bastante más sencillo, y menos sensacionalista, que lo que esas portadas anuncias. Sin embargo, si quieres llegar a mucha gente en el mundillo de la divulgación mucho me temo que cuanto más sensacionalista mejor, como prueba la primera noticia en menéame, que está en portada a pesar de ser incorrecta en niveles extremos. 

¿Qué es lo que dice el artículo en sí? Pues para comprenderlo tendremos que repasar un poco nuestros conocimientos sobre unos viejos conocidos, como son la coherencia y el entanglement. Como ya sabemos un sistema cuántico puede estar en dos estados al mismo tiempo, lo que se llama coherencia. Por ejemplo un electrón puede tener spín arriba y abajo. 

$$\left| spin \right>=\frac{1}{\sqrt{2}}(\left|arriba\right>+\left|abajo\right>)$$

Esto quiere decir que en todos los aspectos, salvo uno, se comporta como si estuviera arriba o abajo. ¿Cuál es el aspecto que falla? Pues cuando lo midamos sólo podrá mostrar una de sus caras, arriba o abajo, y nunca las dos. A este fenómeno, el cambio de estar en varios estados a uno sólo cuando se mide, se le llama "decoherencia". 

Más interesante aún es el fenómeno del entanglement, o entrelazamiento. Básicamente viene a significar que si ese estado es posible, si tenemos dos electrones podemos también tener estados de este tipo. 

$$\left| spin \right>_{12}=\frac{1}{\sqrt{2}}(\left|arriba\right>_1\left|arriba\right>_2 +\left|abajo\right>_1 \left|abajo\right>_2)$$

En el que los subíndices indican los distintos electrones. Esto viene a decir que cada electrón está arriba y abajo al mismo tiempo, pero relacionados entre ellos. Si mido uno y me sale arriba, su compañero se pondrá inmediatamente abajo, aunque esté a años luz de distancia. ¿Cómo sabemos que se pone en ese momento y no lo estaba de antes? Un ejemplo muy típico sobre esto es el siguiente. Imaginemos que compro un par de zapatos, te doy uno y me llevo el otro. Nos separamos y en un determinado momento miro mi zapato: es el derecho. En ese mismo momento sabré que tu zapato es el izquierdo, igual que pasa con los electrones. ¿No es lo mismo entonces? Evidentemente no, si lo fuera no estaríamos tantos estudiando el tema del entrelazamiento. La diferencia es que las partículas entrelazadas cumplen una estadística diferente que prueba que su correlación es más fuerte que en el caso de los zapatos. Más técnicamente se puede decir que las partículas entrelazadas violan las desigualdades de Bell, y los zapatos no. 

Las consecuencias del teorema de Bell son muy importantes. Viene a decir que una de las tres afirmaciones siguientes es cierta: 

- Los estados cuánticos son intrínsecamente probabilistas. Esto viene a decir que si no podemos predecir si el electrón está arriba o abajo no es por falta de información, es porque no se puede predecir. 

- Se puede enviar información más rápido que la luz. Esto tiene un problema, si la información viaja más rápido que la luz podrá ir atrás en el tiempo, y se podrá romper la causalidad. 

- No existe la libertad de medir lo que uno quiera. Las medidas están trucadas siempre, de alguna manera, para engañar así a la estadística. 

¿Qué opción es más creíble? Pues el consenso actual es aceptar la primera. Un mundo sin causalidad, donde pueda uno asesinar a su tatarabuelo, evitando así su propio nacimiento, no es del agrado de nadie. La tercera parece también bastante surrealista, no sólo no podemos medir lo que queramos, sino que está todo trucado de manera que engañemos a la estadística. 

¿Qué pasa entonces con la decoherencia? ¿Es realmente instantánea? Pues todo parece indicar que sí. Sin embargo, eso no entra en contradicción con lo dicho anteriormente sobre que no se debe enviar información más rápida que la luz. Ocurre que el colapso de la función de onda no es información en si. No se puede utilizar de ninguna manera para enviar un mensaje al pasado, precisamente por la aleatoriedad que rige a los sistemas cuánticos. 

Volvamos entonces con el artículo en cuestión. ¿Qué ha añadido nuevo? Bueno, la violación de las desigualdades de Bell implican que el colapso de la función de onda se da a una velocidad supralumínica. Sin violar la causalidad, claro, porque no es información lo que viaja. Sin embargo, nadie determina esa velocidad. Precisamente este artículo lo que demuestra es que ese colapso de la función de onda debe ser infinito. Si no es infinito, solamente mucho mayor que la velocidad de la luz, sólo manipulando los aparatos de medición podríamos mandar mensajes a velocidad supralumínica, es decir, al pasado. 

Este es un resultado muy interesante. Precisamente para evitar que la información viaje a velocidad superior a la de la luz, se debe imponer que la decoherencia no es sólo más rápida que la luz, sino que tiene velocidad infinita. 

¿Quiere eso decir que todo está conectado? ¿O que las partículas cuánticas están vinculadas más allá del espacio tiempo? Pues ni lo uno ni lo otro. Eso son titulares sensacionalistas que te ayudan a vender la noticia. Lo triste es que la noticia en sí ya es suficientemente interesante, sin necesidad de decir cosas que no son ciertas.