Estudiantes de los magíster en física y en eléctrica desarrollaron el experimento The Big Bell, refutando una teoría del científico más importante del siglo XX.
Carolina Vega
En los laboratorios y equipos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Concepción, específicamente, en el laboratorio de Optoelectrónica, liderada por el PhD en Eléctrica Guilherme Xavier, junto estudiantes de los magíster en física y en eléctrica, se llevó a cabo el experimento The Big Bell, conocido en las últimas semanas por haber refutado una de las teorías sobre localidad de Einstein.
Álvaro Alarcón, quien estuvo durante toda la experimentación, y quien hoy ya es magíster y se prepara para iniciar su Doctorado en Suecia (donde está hoy trabajando Guilherme Xavier), contó los pormenores de esta gran noticia.
“El año 2015, cuando partí como mi magíster, estábamos trabajando en otro proyecto, que se llama Teleportación cuántica y cuando llevábamos aproximadamente 8 meses de investigación, mi profesor Guilherme Xavier fue a una conferencia en Europa y se juntó con Morgan Mitchell, uno de los precursores del Big Bell Test”, explicó Alarcón, Ingeniero Civil en Telecomunicaciones UdeC.
De esta reunión surge la propuesta de que la Facultad de Ingeniería, en particular el Departamento de Ingeniería Eléctrica, participara como centro científico para estas pruebas. Algo muy lógico dado que en el laboratorio de Optoelectrónica se estaba trabajando en el tema de mecánica cuántica.
De esta manera, la Universidad de Concepción, representada por este grupo de científicos se adhieren al gran proyecto internacional junto a otros 12 centros o laboratorios a nivel mundial.
“Entonces, y como nosotros ya veníamos trabajando en el tema, tuvimos que hacer ciertas modificaciones en las partes finales del proyecto para poder comprobar la teoría cuántica detrás del proyecto Big Bell Test”, contó Alarcón, quien señaló además que todo el trabajo desde Concepción se realizó con el apoyo además de dos estudiantes de magíster de física, quienes aportaron de manera distinta, en un equipo multidisciplinario, y en un trabajo muy colaborativo.
Durante siglo, comentó Alvaro Alarcón, se entendía que la física tenía un principio que se llama Principio de Localidad o sea que, “si yo quiero mover una silla tengo que ir donde está la silla y moverla. Y la mecánica cuántica dice que si existen ciertas características esa silla la podría mover no estando en el lugar de la silla”, ejemplificó el hoy académico de la FI UdeC. Sin duda, esto para Einstein no era posible.
Entre las décadas de los 60´ y 70´, John Bell cambió profundamente la forma de concebir la mecánica cuántica. “Bell toma la Teoría de Einstein y dice: bueno, vamos a hacer este experimento y si las cosas funcionan como tú crees que son los resultados tienen que dar tal cosa… él hace un experimento y resulta que esos números escapan de lo esperado y concluye que la física clásica no puede explicar estos fenómenos, la que si la puede explicar es la mecánica cuántica”, contó Alarcón.
Pasaron más años, y siguen existiendo detractores. “Durante mucho tiempo se habló del concepto llamado loophole, que son errores que pueden existir en las mediciones cuánticas, por ejemplo: que el dispositivo que esté detectando no sea 100% eficiente, que los números que estoy ingresando no sean completamente aleatorios, etc.”.
El primer desafío fue cerrar o finiquitar estos loopholde y el año 2016 se cierran todos excepto uno que era los números completamente aleatorios. ¿Por qué? porque si bien los computadores pueden hacer números aleatorios, tal vez como tienen una memoria y una forma de funcional, probablemente no son tan aleatorios. “¿Qué puede ser tan aleatorio? un grupo de personas que no se conocen, que no están conectadas, que están en distintas partes del mundo que ingresen números, más encima, a gran velocidad, haciendo un juego (Big Bell Test) y todas esos datos los tomamos como unos y ceros, y los probamos en nuestros experimentos en el laboratorio de la Facultad de Ingeniería”.
Una de las razones de por qué la mecánica cuántica tiene tanto interés es que aún queda mucho por descubrir y, en cierta manera, da un golpe a los paradigmas de ingeniería y de la física. Alarcón relata que un experimento en mecánica cuántica consiste en generar una partícula cuántica que puede ser un electrón, fotón, un átomo, que son partículas muy pequeñas.
A partir de la generación de una de ellas se generan dos y estas dos cumplen con una particular propiedad que se llama entrelazamiento. “Es como si supieran que vienen de un mismo lado, y si las separo comienza un fenómeno que si yo muevo una hacia la derecha, la otra también se mueve. Y lo que ocurre es que las puedo alejar mucho – teóricamente a distancias infinitas – y este fenómeno de entrelazamiento funciona”, contó.
Y lo más interesante de este fenómeno es que ningún científico en el mundo sabe por qué se produce este entrelazamiento. “Sabemos que está ahí, sentimos su presencia, pero nunca lo hemos visto. Es un salto de fe, pero lo que se prueba con esto es que la naturaleza en la mecánica cuántica no es local y eso es en lo que le ganamos a Einstein... lo que nosotros logramos comprobar con esto es que la física en la mecánica cuántica no es local y al no ser local probamos otras cosas como que el entrelazamiento existe. No sabemos por qué pero está ahí. Esto fue la gran revolución de este experimento”.
Su alcances ya están dando la vuelta al mundo. En efecto, la prestigiosa revista Nature publicó un paper sobre la investigación en la que participaron estos 13 centros o laboratorios, entre los que cuenta al Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Concepción.