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El entrelazamiento cuántico provoca la aparición de 'agujeros de gusano'

Se trata de una especie de túnel en la quinta dimensión que comunica a las partículas enredadas


Científicos de MIT (Boston, EEUU) han descubierto que el entrelazamiento cuántico entre dos partículas provoca la aparición de un 'agujero de gusano', una especie de túnel que comunica a ambas partículas en la quinta dimensión (la de la gravedad). Esto podría significar que la gravedad en realidad se origina a partir de las propiedades cuánticas del universo, y no es un concepto fundamental. Por Jennifer Chu (MIT/T21).





Diagrama de un agujero de gusano, un "atajo" hipotético a través del universo entre partículas entrelazadas. Fuente: Wikimedia commons.
Diagrama de un agujero de gusano, un "atajo" hipotético a través del universo entre partículas entrelazadas. Fuente: Wikimedia commons.
El entrelazamiento cuántico‎ es una de las teorías más extrañas de la mecánica cuántica; tan extraña, de hecho, que Albert Einstein se refirió a ella como "acción fantasmal a distancia".

En esencia, esta propiedad implica a dos partículas, cada una ocupando varios estados al mismo tiempo, una condición conocida como superposición. Por ejemplo, ambas partículas pueden girar simultáneamente en sentido horario y en sentido antihorario. Pero ninguna de ellas tiene un estado definido hasta que se mide a alguna, haciendo que la otra partícula asuma inmediatamente el estado correspondiente a la primera. Las correlaciones resultantes entre las partículas se conservan, aunque estén en extremos opuestos del universo.

¿Cómo se produce esa comunicación?

¿Pero qué es lo que permite a las partículas comunicarse instantáneamente -y aparentemente más rápido que la velocidad de la luz- a distancias tan grandes? A principios de este año, un grupo de físicos propuso una respuesta en forma de "agujeros de gusano" o túneles gravitacionales.

El grupo demostró que, mediante la creación de dos agujeros negros entrelazados que se separaban a continuación, se formaba un agujero de gusano -esencialmente un "atajo" a través del universo-, que conectaba a los agujeros negros distantes entre sí.

Ahora, un físico del Massachusetts Institute of Technology (MIT, de Boston, EEUU) ha descubierto que, observada a través de la teoría de cuerdas‎, la creación de dos quarks ‎- los bloques de los que están hechos los protones y los neutrones- entrelazados da lugar simultáneamente a un agujero de gusano que conecta el par.

Los resultados teóricos refuerzan la relativamente nueva y emocionante idea de que las leyes de la gravedad que mantienen unido el universo pueden no ser fundamentales, sino que surgen de algo más: el entrelazamiento cuántico.

Julian Sonner, un post-doc senior del Laboratorio de Ciencia Nuclear y Centro de Física Teórica de MIT, ha publicado sus resultados en la revista Physical Review Letters, donde aparece junto con un artículo relacionado de Kristan Jensen, de la Universidad de Victoria (Canadá) y Andreas Karch, de la Universidad de Washington (Seattle, EE.UU.)

La enmarañada red que es la gravedad

Desde que la mecánica cuántica fue propuesta por primera vez hace más de un siglo, el principal desafío para los físicos de ese ámbito ha sido explicar la gravedad en términos de la mecánica cuántica. Si bien la mecánica cuántica funciona muy bien en la descripción de las interacciones a nivel microscópico, no explica la gravedad, un concepto fundamental de la relatividad, una teoría propuesta por Einstein para describir el mundo macroscópico.

Por lo tanto, parece que hay una barrera importante para la conciliación de la mecánica cuántica y la relatividad general; durante años, los físicos han tratado de llegar a una teoría de la gravedad cuántica para casar los dos campos.

Una teoría de la gravedad cuántica sugiere que la gravedad clásica no es un concepto fundamental, como propuso Einstein por primera vez, sino que surge de un fenómeno más básico, basado en la cuántica. En un contexto macroscópico, esto significaría que el universo está formado por algo más fundamental que las fuerzas de la gravedad .

Aquí es donde el entrelazamiento cuántico podría desempeñar un papel. Podría parecer que el concepto de entrelazamiento -uno de los más fundamentales en la mecánica cuántica- está en conflicto directo con la relatividad general: dos partículas entrelazadas, "comunicándose" a través de grandes distancias, tendrían que hacerlo a velocidades superiores a las de la luz, lo que sería una violación de las leyes de la física, según Einstein.

Por consiguiente, puede resultar sorprendente que el uso del concepto de entrelazamiento para construir el espacio-tiempo sea un paso importante hacia la reconciliación de las leyes de la mecánica cuántica y la relatividad general.

Por el túnel hacia la quinta dimensión

En julio, los físicos Juan Maldacena, del Instituto de Estudios Avanzados, y Leonard Susskind, de la Universidad de Stanford (California, EE.UU.) propusieron una solución teórica en forma de dos agujeros negros entrelazados.

Cuando los agujeros negros estaban entrelazados, y luego se separaban, los teóricos encontraron que lo que surgía era un agujero de gusano, un túnel a través del espacio-tiempo que se cree que está sostenido por la gravedad. La idea parecía sugerir que, en el caso de los agujeros de gusano, la gravedad surge de un fenómeno más fundamental, los agujeros negros entrelazados.

Siguiendo el trabajo de Jensen y Karch, Sonner ha tratado de abordar esta idea a nivel de los quarks. Para ver lo que surge a partir de dos quarks entrelazados, primero generó quarks utilizando el efecto Schwinger, un concepto en la teoría cuántica que permite crear partículas de la nada. Más precisamente, el efecto, también llamado "creación de pares", permite que dos partículas surjan del vacío, "sopa de partículas efímeras".

Bajo un campo eléctrico se puede, como explica Sonner en la información de MIT, "atrapar un par de partículas" antes de que desaparezcan de nuevo en el vacío. Una vez extraídas, estas partículas se consideran entrelazadas.

Sonner mapeó los quarks entrelazados en un espacio de cuatro dimensiones, considerado una representación del espacio-tiempo. En cuanto a la gravedad, se considera que existe en la siguiente dimensión, ya que de acuerdo con las leyes de Einstein, actúa "curvando" el espacio-tiempo; es decir, que existe en la quinta dimensión.

La nueva geometría

Para ver qué geometría puede surgir en la quinta dimensión a partir de los quarks entrelazados en la cuarta, Sonner empleó la dualidad holográfica, un concepto de la teoría de cuerdas: Aunque un holograma es un objeto de dos dimensiones, contiene toda la información necesaria para representar una visión tridimensional. Esencialmente, la dualidad holográfica es una manera de derivar una dimensión más compleja a partir de la dimensión inmediatamente inferior.

Usando la dualidad holográfica, Sonner derivó los quarks entrelazados, y descubrió que lo que surgía era un agujero de gusano que conectaba a ambos, lo que implica que la creación de quarks crea al mismo tiempo un agujero de gusano.

A nivel más fundamental, los resultados sugieren que la gravedad puede, de hecho, emerger del entrelazamiento. Lo que es más, la geometría, o curvatura, del universo tal y como lo describe la gravedad clásica, pueden ser una consecuencia del entrelazamiento, como la existente entre los pares de partículas unidos entre sí por los túneles en forma de agujeros de gusano.

"Es la representación más básica hasta ahora que tenemos de cómo el entrelazamiento da lugar a una especie de geometría", explica Sonner. "¿Qué pasa si se pierde parte de este entrelazamiento, y qué le ocurre a la geometría? Hay muchos caminos que pueden recorrerse en esta investigación, y este trabajo puede llegar a ser muy útil en ese sentido".

Referencia bibliográfica:

Julian Sonner. Holographic Schwinger Effect and the Geometry of Entanglement. Physical Review Letters (2013). DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.211603.


Lunes, 9 de Diciembre 2013
Jennifer Chu (MIT/T21)
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Nota



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1.Publicado por Hector el 09/12/2013 14:49
si el bosón de higs es el portador de darle masa al cuerpo de la materia y éste curva el espacio tiempo, proyectándola al borde de la creación, creando la gravedad fundamental de soporte dado por el e/t curvado, ahora bien, por debajo del bosón de higs, no existe gravedad, existe espuma cuántica en estado aleatorio, es el fondo. La gravedad no existe como medida a priori, la naturaleza tiene restricciones como lo tiene la velocidad de la luz, la gravedad por debajo del bosón de higs, no existe, solo existe entrelazamiento cuántico de modo aleatorio creando pares enlazado estables, sino, no hay otra explicación !! Si la gravedad emerge, como lo hace la creación de masa y como lo hace el tiempo, para esa nueva realidad, llamada realidad emergida, con un nuevo tiempo.

2.Publicado por Sinesio MADRONA el 10/12/2013 11:40
Sinesio
Así hay dos cosas en este artículo que llaman mi atención.

Una de ellas es que la solución de campo que da Ervin Laszlo (1993-1997, El cosmos creativo) a este tipo de cuestiones me parece más global. Laszlo explica detalladamente cómo la información que viaja a lomos de un campo no está sometida a las leyes de la materia energía y es por eso casi instantánea.

Según Laszlo cuando un suceso ocurre en una estructura o fenómeno de campo sucede al mismo tiempo en todo él; es decir la información viaja (por decirlo así, ‘viajar’ no sería el concepto más adecuado para sugerir lo que ocurre en el campo) de manera instantánea por todo el campo. La información no es materia-energía (aunque se sustente en ella), por ello tiene leyes diferentes. Un cambio que ocurre en el campo sucede al mismo tiempo en todo él (no ‘viaja’). Para entender esto no es suficiente una matemática y un experimento físico, es necesario desarrollar una determinada conciencia y percepción de la realidad, algo que se hace desde la psicología de campo o desde la espiritualidad.

Mi opinión como lego en física es, no obstante, que creo que una gran parte de esa ciencia se mueve todavía en la percepción cartesiano-newtoniana de la realidad (a pesar de que sus experimentos sean cuánticos). Cuando las investigaciones y afirmaciones se hacen desde el paradigma cartesiano-newtoniano son muy eficaces para encontrar respuestas parciales en detalle (como hacen los autores de este artículo), pero no para lograr una visión global del problema al que se enfrentan. No obstante me parece fascinante que lo que se plantea en este artículo se acerque a los planteamientos de Laszlo y a la percepción de campo. ¡Aplaudo el artículo en este sentido! He quedado muy complacido al leerlo.

La segunda que también aplaudo fascinado se refiere a este párrafo:

“Aunque un holograma es un objeto de dos dimensiones, contiene toda la información necesaria para representar una visión tridimensional. Esencialmente, la dualidad holográfica es una manera de derivar una dimensión más compleja a partir de la dimensión inmediatamente inferior.”


Es lo mismo que dice Keeney (1983-1994, Estética del cambio) desde la perspectiva psicológica cuando nos cuenta que un proceso recursivo implementado sobre una paradoja (dos ‘dimensiones’ opuestas, una dualidad) nos lleva a una ‘epistemología de orden superior’ que engloba (tridimensionalmente podríamos añadir aquí) la complejidad que se deriva de considerar a la paradoja como el ladrillo que construye una realidad más abarcadora. Aunque las ‘dimensiones’ psicológicas sean de un orden diferente a las dimensiones físicas del holograma a las que alude el párrafo, en virtud de la teoría sistémica (Bertalanffy, 1968-1979, Perspectivas en la Teoría General de Sistemas), la comparación u homología estructural entre ambas es perfectamente aceptable y coherente.

Así pues la explicación que nos da el autor sobre el holograma es otro acercamiento a la percepción de la realidad como campo. Como digo aplaudo el artículo a pesar de mis anotaciones al mismo.

Un saludo cordial
Sinesio
http://unidad-opuestos.blogspot.com://

* Las fechas bibliográficas son la original y la de edición es castellano.

3.Publicado por Cornelio Gonzalez el 24/12/2013 14:41

“Entonces según yo lo entiendo si somos capaces de transitar ambos polos emoción/mente de manera competente en momentos sucesivos del tiempo y por tanto conocerlos a ambos y modularlos según las circunstancias, podríamos llegar a una síntesis la cual como toda fusión arrojará aspectos emergentes no presentes con anterioridad en la fase dual”.
………………………………………….
Tocante - y de manera muy precisa - con el tema de este articulo y para ampliar un poco más la idea que de la comentarista 3 atrás he trascrito, de la página 205 y siguientes de mi obra virtual ¿Hombre=Cosmos? debidamente adaptado y corregido, reproduzco el comentario 4 que le hice a la breve noticia: Constatan por vez primera una relación entre las matemáticas y el lenguaje (*), aparecida el día 08/06/2011, en la sección Breves 21, de Tendencias 21. Mi comentario dice:
…………………………………………………………………

Epitafio en la tumba de David Hilbert, en Göttingen:
Tenemos que saber.
¡Sabremos...!
…………..

Desde mi personal punto de vista, la razón profunda de la relación entre matemáticas y lenguaje se comenzó a investigar con el gran matemático alemán David Hilbert (1862-1943), quien entre otras grandes aportaciones a este tipo disciplina (teoría de invariantes, la axiomatización de la geometría y la noción de espacio de Hilbert, este último, uno de los fundamentos del análisis funcional), llegó a la conclusión de que la completa formalización de un sistema deductivo implicaba la extracción de todo significado a los términos constitutivos de dicho sistema, por lo que este último pasaba a ser un meta-sistema (meta: más allá) matemático y en consecuencia se generaba un par que trataba doblemente, tanto a la objetividad de la matemática en sí misma, como a la subjetividad del lenguaje meta-matemático con el que se expresaba la matemática.

No deja de ser muy instructivo al respecto, los hallazgos del gran neurofisiólogo (y no menos y por arte de las circunstancias propias de su investigación, un gran psicólogo empírico) ruso Iván Pavlov cuando dejó (entre finales del siglo XIX y principios del XX) claramente establecido, que nuestro sistema nervioso operaba con:

"...dos tipos de señales: el primer sistema constituido por los procesos nerviosos que corresponden a las señales directas de los objetos (señales concretas); y el segundo sistema, el que corresponde a las señales verbales. El primero es común a los animales y al hombre; el segundo es específico al ser humano...”. (Pavlov: fisiología y psicología. Alianza Editorial).

La confluencia entre los planteamientos de Hilbert y los hallazgos de Pavlov me ha llevado a poner de presente la siguiente cuestión, la cual analizo con mayor profundidad en el Apéndice 7: Lenguaje, intuición, información, significado y con-ciencia, de ¿Hombre=Cosmos?, página 74 y siguientes:

¿Existe una todavía desconocida co-relación entre la subjetividad-mediatez del lenguaje humano (en tanto que una de las dos formas de nuestro Humano Conocer) y nuestra “otra” forma de conocer, a saber: la inmediata concreción-objetividad de las nociones intuitivas, ambas las cuales y hasta cierto punto, pueden ocurrir y manifestarse sin la necesaria intervención del “otro” tipo de conocimiento, a saber: el lenguaje sin la participación del conocimiento objetivo-intuitivo y/o, la objetividad-intuitividad, sin la cooperación del lenguaje?

A mi modo de ver y entender el asunto, entre estas dos formas del Humano Conocer se podría establecer una incertidumbre del mismo tipo de la planteada por el físico alemán Werner Heisenberg para las relaciones físico-matemáticas entre el carácter corpuscular-másico y las propiedades energético-ondulatorias, ambas válidas expresiones físico-lógico-ontológicas de nuestra madre Naturaleza, pero entendida esta como un gran y unitario Sistema:

“....dos determinantes de un sistema, - cuyo conocimiento simultáneo es necesario en la física clásica para determinar completamente el sistema -, no pueden ser conocidas, en la teoría cuántica, con precisión absoluta al mismo tiempo o lo que es lo mismo, que entre las incertidumbres o imprecisiones de esas magnitudes, existen relaciones matemáticas que impiden el conocimiento exacto de ambas a la vez”.

Lo anterior implica para nosotros los seres humanos, la incapacidad de desligar totalmente entre sí, tanto a la subjetiva mediatez de nuestro lenguaje, como a la inmediata concreción-objetividad de nuestras nociones intuitivas. Por el contrario, entre ambos tipos de conocimiento se da naturalmente una UNITARIA correlación necesariamente mediatizada por las 100% humanas nociones del Amor y de la Verdad; pero a esta última condición no llegamos de forma gratuita. En razón de nuestra animal condición y todo lo que de bueno y malo esto conlleva, es necesario un constante y permanente esfuerzo de nuestra parte para conseguirlo. ¡Que no otra cosa debe constituir el sentido profundo de nuestra verdadera Evolución….!

……………………………………………..

(*) http://www.tendencias21.net/notes/Constatan-por-vez-primera-una-relacion-entre-las-matematicas-y-el-lenguaje_b3038914.html

4.Publicado por Santiago el 02/01/2014 15:15
Para que esto suceda el espacio y el tiempo en nuestra dimension tienen que tender a " 0"

5.Publicado por Iñigo XIMENO el 26/05/2014 17:02
Un agujero de gusano es un concepto ficticio lejos del alcance científico. No podemos hablar en este caso siquiera de ciencia límite. Un agujero de gusano conectaría dos realidades paralelas, en las que los elementos de un universo no interactuan de ninguna manera con los del otro. La conexión entre dos quarks es la interacción más importante a nivel subatómico, y efectivamente se puede decir que existe una modificación de la geometría que los involucra en el mismo instante de su aparición, y que dicha modificación es la causa de la gravedad. Dicha modificación es instantánea por lo tanto existe un entrelazamiento cuántico entre dichos quarks que podemos decir que es atemporal, aunque no me atrevo a decir que siempre sea instantáneo.

Lo explico con más detalle aquí: http://lacomunidad.elpais.com/discusiones-cientificas/2012/9/10/teleportacion-cuantica-y-entrelazamiento

6.Publicado por roberto el 07/01/2016 23:04
El entrelazamiento-cuántico, concuerda con la gravedad. La gravedad actúa de forma "instantánea a distancia" , eso perturbaba mucho a Einstein, pues requería que la gravedad se propagaba a una velocidad superior a la luz. Para armonizar ambos hechos, Einstein definió la gravedad como "deformación en el espacio tiempo". Y parece que esto, es lo que causa el entrelazamiento cuantico.

7.Publicado por David el 11/01/2016 18:33
Desde mi humilde opinión resulta lógico que la distancia en el espacio no resultara relevante si todo surge desde un punto, el Big Bang. O sea, el origen del entrelazamiento cuántico.

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