El equipo quería
demostrar que el libre albedrío es posible para confirmar que esta doctrina,
que gobernaría a la propia teoría cuántica, no existe. Para lograrlo, han
contado con la colaboración de 100.000 voluntarios repartidos por el mundo y
trabajando a la vez, aunque el resultado no está claro
Una pregunta curiosa:
¿hay eventos físicos que no tienen ninguna causa o hay una razón detrás de cada
acción?
Esta pregunta
representa uno de los ejes centrales de una de las áreas más extrañas de la
ciencia fundamental. También ha sido motivo de desconcierto para algunas de las
mentes más brillantes de la historia de la ciencia. Y además, también tiene
importantes consecuencias para las tecnologías emergentes como la computación
cuántica y la criptografía cuántica. De hecho, la pregunta también podría ser
uno de los núcleos de una nueva rama científica que está cambiando nuestra
comprensión de la relación causa y efecto.
Primero, un poco de
contexto. Una de las características más curiosas de la mecánica cuántica es
que permite que las partículas cuánticas creadas en el mismo punto del
espacio-tiempo compartan la misma existencia. Este vínculo se conoce como
entrelazamiento cuántico y se mantiene independientemente de la distancia a la
que se encuentren estas partículas.
Eso plantea una
pregunta obvia: si hay una teoría más profunda de la realidad, ¿cómo podemos
encontrar pruebas de su existencia?
En la década de 1960,
el entonces físico de la Organización Europea para la Investigación Nuclear
(CERN, por sus siglas en francés) John Bell, también intentó resolver problema.
En la década de 1930 Einstein también lo había intentado sin éxito, y las
siguientes generaciones de investigadores habían intentado esconder el problema
bajo la alfombra, ya que no les apetecía tener que lidiar con la posibilidad de
que hubiera una teoría más fundamental que propia la mecánica cuántica.
Pero Bell agarró al
toro por los cuernos. Demostró que la mecánica cuántica depende de una teoría
de variables ocultas, entonces el universo debería de comportarse de forma
ligeramente a como lo haría si la mecánica cuántica fuera la única piedra
angular. Y, lo más importante, demostró cómo se podía medir esta diferencia.
La prueba de Bell
consiste en medir las propiedades de dos partículas entrelazadas y, en
concreto, en medir cómo la variación de una medida influye en la otra. Si
realmente existiera una teoría de variables ocultas, habría un resultado X.
Pero si no existiera, el resultado tendría que ser distinto.
A finales de la
década de 1960, la prueba de Bell sobrepasó las capacidades de los físicos
cuánticos. Necesitaba una fuente confiable de partículas entrelazadas, algo
imposible de producir en aquella época. También hacían falta muchas mediciones
para crear una evidencia estadística suficiente para convencer a los físicos.
No fue hasta 1982
cuando la tecnología logró avanzar lo suficiente como para realizar una prueba
de Bell. Y el experimento mostró claramente que la teoría de variables ocultas
era incompatibles con los resultados. La prueba de Bell demostró que la forma
en que una partícula entrelazada influye en otra no es el resultado de una
variable oculta gobernada por principios deterministas. En otras palabras, el
proceso de causa y efecto no podía explicar esta influencia.
Este resultado fue
tan asombroso y profundo que la mayoría de los físicos simplemente lo
ignoraron. Pero un pequeño grupo de físicos cuánticos comenzó a investigarlo a
profundidad.
Les preocupaba que el
experimento tuviera una laguna importante. La prueba de Bell requiere que se
realicen ciertas mediciones con ajustes aleatorios.
Ahí es donde entran
Mitchell y su equipo, a quien se les ocurrió recurrir a los proyectos
colaborativos para congregar el potencial humano necesario para el experimento.
El 30 de noviembre de 2016, durante 12 horas, 100.000 voluntarios (llamados
Bellsters) de todo el mundo se alinearon para generar fragmentos aleatorios que
luego podrían usarse para controlar los ajustes de 13 pruebas de Bell
diferentes.
Para producir datos
suficientes de forma consistente, Mitchell y su equipo convirtieron el proceso
de producir bits en un juego. Los voluntarios recibían puntuación y recompensas
por lograr ciertos objetivos. A una velocidad constante de 1.000 bits por
segundo, los bits llegaron a los laboratorios de todo el mundo que habían
acordado realizar una prueba de Bell de varias formas. Se suministraron
utilizando fotones como partículas cuánticas, átomos e incluso superconductores
en una miríada de combinaciones.
El experimento en sí
ya supone un logro impresionante. Involucrar a 100.000 voluntarios de todo el
mundo para que colaboren en un experimento al mismo tiempo en un solo día ya es
un gran avance. Será interesante ver cómo este tipo de capacidad de
colaboración abierta distribuida (o crowdsourcing) se puede utilizar en el
futuro.
En cualquier caso, el
experimento en sí es real y sus resultados no dejan lugar a dudas. Los 13
experimentos produjeron resultados que refutan sólidamente la posibilidad de
una teoría de variables ocultas. Y cierran bastante el agujero del libre
albedrío. "Los resultados muestran empíricamente que la acción humana es
incompatible con el determinismo causal, una cuestión que antes solo era
accesible por la metafísica", detalla la investigación.
Esa es una buena
noticia para las muchas tecnologías cuánticas emergentes basadas en las pruebas
de Bell, como el teletransporte cuántico y la criptografía cuántica. La
existencia de una teoría de variables ocultas implicaría, por ejemplo, que la
criptografía cuántica podría no ser del todo segura.
Pero está claro que
esta gran prueba de Bell tampoco es perfecta. Los humanos se rigen por las
leyes de la física de la misma manera que todos los demás objetos. De hecho,
simplemente somos máquinas complejas que no se distinguen de cualquier otra
máquina capaz de girar diales y cambiar la configuración de un experimento. El
libre albedrío humano no tiene un estatus especial en el universo, y si la
teoría de las variables ocultas gobierna el universo, también debe gobernar
nuestro libre albedrío. En ese caso, la voluntad humana no sería libre sino
que, en última instancia, estaría gobernada por un sistema determinista de
variables ocultas.
Así que la gran
prueba de Bell no cierra todos los agujeros. Pero sí sugiere que si de verdad
existe una realidad más profunda debajo de la mecánica cuántica, seremos
incapaces de acceder a ella.
Entonces, qué hay de
la pregunta original: ¿existen ciertos sucesos físicos que no tienen ninguna
causa? La gran prueba de Bell ofrece una
respuesta, aunque está condicionada. La respuesta es esta: si los humanos tienen
libre albedrío, entonces algunos eventos físicos no tienen ninguna causa.
Y ese es un trampolín
para un nuevo conjunto de experimentos fundacionales sobre la naturaleza de
causa y efecto. La mecánica cuántica, y en particular las pruebas de Bell,
desdibujan la distinción entre causa y efecto. Así que los físicos están
explorando los límites de estas ideas para ver cómo se pueden usar en
dispositivos informáticos, algoritmos de seguridad y similares. Los primeros
resultados son prometedoramente ambiguos, aunque pasará un tiempo antes de que
encuentren su camino en las aplicaciones cotidianas.
Aunque han pasado 50
años desde que Bell presentó sus controvertidas ideas, actualmente sus pruebas
están en el centro de la emergente revolución de la tecnología cuántica. No
cabe duda de que Bell estaría seguro de que nos esperan más avances en el
futuro.
Fuente: MIT Technology Review
