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El secreto de las variables ocultas: ¿Hasta qué punto cuestionó Einstein la mecánica cuántica?
El mundo de la mecánica cuántica está lleno de fenómenos extraños y profundos, y una de las cuestiones más fascinantes se refiere a la existencia o ausencia de variables ocultas. La idea central de la teoría de variables ocultas es que si hay algunas variables locales que aún no se han descubierto, el comportamiento de las partículas se puede predecir con mayor precisión, en lugar de depender únicamente de la aleatoriedad de la mecánica cuántica. El oponente más conocido a esta visión es Albert Einstein, un gigante científico que una vez cuestionó la integridad de la mecánica cuántica y creyó que se necesitaba una explicación más fundamental para comprender el comportamiento del mundo microscópico.
"Dios no juega a los dados". Esta frase describe vívidamente las dudas de Einstein sobre la aleatoriedad y alimentó el feroz debate entre la mecánica cuántica y la teoría del cambio brusco.
Este debate ideológico comenzó en 1935, cuando Einstein, Podolsky y Rosen publicaron un famoso artículo llamado el artículo EPR. El artículo propone una contradicción, es decir, el fenómeno del entrelazamiento cuántico parece indicar que las partículas pueden afectar instantáneamente el estado de otras, lo que es contrario al principio de "localidad" defendido por Einstein. Según este principio, ninguna información puede transmitirse a una velocidad superior a la de la luz, y el comportamiento del entrelazamiento cuántico parece violar esta regla.
Sin embargo, con el teorema de Bell propuesto por John Bell en 1964, las bases de esta teoría se ampliaron aún más. El teorema de Bell establece que ninguna teoría local de variables ocultas puede reproducir todas las predicciones de la mecánica cuántica. Esto significa que si los resultados experimentales muestran una violación de la desigualdad de Bell, no se respaldará la existencia de variables locales ocultas, lo que implica la unicidad de la mecánica cuántica.
“El extraño comportamiento de rechazar todas las posibles variables locales ocultas parece hacerse eco de la naturaleza poco intuitiva del mundo cuántico”.
Para verificar el teorema de Bell, los científicos comenzaron a realizar varios experimentos de Bell para encontrar rastros de variables locales ocultas, y estos experimentos finalmente respaldaron las predicciones de la mecánica cuántica. Desde el primer experimento de Bell realizado por Friedman y Crowther en 1972 hasta la prueba de Bell "sin agujeros" de los últimos años, los científicos han seguido explorando los límites relacionados con el comportamiento cuántico complejo.
En esta etapa, todas las pruebas de Bell realizadas han demostrado la extrañeza y la imprevisibilidad del mundo cuántico, y están impulsando más investigaciones sobre la mecánica cuántica. Esto convierte a la teoría de la información cuántica en un campo emergente de alto perfil y allana el camino para el desarrollo de la tecnología de cifrado cuántico.
"El nacimiento de la tecnología de cifrado cuántico nos permite ver el fin de la teoría de las variables ocultas."
En esta serie de experimentos, los científicos cerraron gradualmente muchas lagunas y fortalecieron aún más los fundamentos de la mecánica cuántica. Algunos experimentos no solo observaron el fenómeno del entrelazamiento cuántico, sino que también superaron las lagunas de localidad y detección, y finalmente llegaron a un consenso: la teoría de las variables ocultas locales ya no se aplica. Tres pruebas de Bell "libres de errores" realizadas en 2015 confirmaron aún más esta opinión, lo que permitió a los investigadores confirmar la precisión de la mecánica cuántica con mayor significancia estadística.
En el futuro, a medida que se implementen más experimentos de Bell en diferentes sistemas físicos, ¿encontrará la comunidad científica una teoría que pueda satisfacer las predicciones cuánticas sin violar las variables locales ocultas? ¿Quizás el misterio del mundo cuántico aún no ha terminado y su verdad espera una exploración y comprensión más profundas?
