{"id":111669,"date":"2013-04-01T13:04:08","date_gmt":"2013-04-01T16:04:08","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=111669"},"modified":"2013-06-25T15:15:47","modified_gmt":"2013-06-25T18:15:47","slug":"la-formula-del-enmaranado-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/la-formula-del-enmaranado-2\/","title":{"rendered":"La f\u00f3rmula del enmara\u00f1ado"},"content":{"rendered":"

Publicado en junio de 2009<\/em><\/p>\n

\"Ilustraci\u00f3n

UFRJ<\/span>Ilustraci\u00f3n de fotones con (las l\u00edneas circulares enteras) y sin entrelazamientoUFRJ<\/span><\/p><\/div>\n

En 20 de abril de 2006, un equipo del Grupo de \u00d3ptica Cu\u00e1ntica del Instituto de F\u00edsica de la Universidad Federal de R\u00edo de Janeiro (UFRJ) public\u00f3 un art\u00edculo en la revista cient\u00edfica brit\u00e1nica Nature en que informaba acerca de la primera medici\u00f3n directa de uno de los fen\u00f3menos m\u00e1s extra\u00f1os y fascinantes del mundo cu\u00e1ntico: el llamado enmara\u00f1amiento o entrelazamiento de part\u00edculas; \u00e1tomos, electrones o las part\u00edculas elementales de luz, los fotones. En 27 de abril de 2007, los investigadores brasile\u00f1os publicaron otro importante paper sobre este complejo campo de estudio de la f\u00edsica. En las p\u00e1ginas del peri\u00f3dico estadounidense Science, los brasile\u00f1os mostraron de qu\u00e9 manera el enmara\u00f1amiento, una propiedad esencial para el desarrollo de una computadora cu\u00e1ntica, puede desaparecer repentinamente, sufrir una especie de muerte s\u00fabita. Y ahora, el mismo equipo de cient\u00edficos, compuesto por los investigadores Luiz Davidovich, Paulo Henrique Souto Ribeiro y Steve Walborn, brind\u00f3 una nueva contribuci\u00f3n de peso al tema, en esta opotunidad en el marco de un art\u00edculo publicado el d\u00eda 14 de mayo pasado en el sitio de Science: formul\u00f3 y demostr\u00f3 experimentalmente una ley que describe la din\u00e1mica del entrelazamiento.<\/p>\n

En un lenguaje m\u00e1s coloquial, lo que los f\u00edsicos de R\u00edo de Janeiro hicieron fue crear una ecuaci\u00f3n general que les permite estimar, con precisi\u00f3n y de manera sencilla, la p\u00e9rdida de enmara\u00f1amiento de un sistema formado por dos part\u00edculas cuando una de \u00e9stas sufre los efectos delet\u00e9reos del ambiente. Factores externos a un sistema con estas caracter\u00edsticas, tales como el rozamiento o la temperatura, pueden llevar a la disminuci\u00f3n y hasta a la desaparici\u00f3n del entrelazamiento. El nuevo m\u00e9todo prescinde de la reconstrucci\u00f3n del estado final de un sistema enmara\u00f1ado, una tarea dif\u00edcil llevarse a cabo y con resultados a veces imprecisos.<\/p>\n

\u201cHasta ahora exist\u00eda solamente una ecuaci\u00f3n, planteada en un trabajo te\u00f3rico publicado el a\u00f1o pasado en la revista Nature Physics, para describir la din\u00e1mica del enmara\u00f1amiento en un caso muy particular e ideal: un sistema cuyo estado inicial fuese totalmente conocido\u201d, explica Davidovich, principal autor del estudio, que cont\u00f3 tambi\u00e9n con la colaboraci\u00f3n de dos estudiantes de posgrado, Camille Latune y Osvaldo Jim\u00e9nez Far\u00edas. \u201cNuestra ecuaci\u00f3n es una generalizaci\u00f3n de la anterior y sirve tambi\u00e9n para situaciones m\u00e1s cercanas a la real, cuando existe una incertidumbre sobre el estado inicial del sistema\u201d. La influencia del ambiente sobre una de las part\u00edculas del sistema enmara\u00f1ado fue demostrada por los cient\u00edficos brasile\u00f1os en el marco de un experimento con fotones con el empleo de un m\u00e9todo conocido entre los f\u00edsicos como \u201ctomograf\u00eda cu\u00e1ntica de proceso\u201d.<\/p>\n

Definido por Albert Einstein como algo envuelto por \u201cfantasmag\u00f3rica acci\u00f3n a distancia\u201d, el enmara\u00f1amiento cu\u00e1ntico es un fen\u00f3meno extra\u00f1o en el mundo de la f\u00edsica cl\u00e1sica newtoniana en que vivimos. Como por arte de magia, este evento hace que un conjunto de part\u00edculas elementales comparta ciertas caracter\u00edsticas aunque no haya ninguna conexi\u00f3n f\u00edsica entre ellas. El problema es que no es posible determinar las propiedades de cada una de las part\u00edculas entrelazadas, solamente las del sistema global. Si en lugar de dos part\u00edculas elementales, el lector visualiza un sistema compuesto por dos dados enmara\u00f1ados, este desconcertante concepto del universo cu\u00e1ntico es m\u00e1s f\u00e1cil de entenderse.\u00a0 Por exhibir esta fuerte correlaci\u00f3n, cuando se los arroja, los dados dan siempre el mismo resultado: la suma de sus valores es, por ejemplo, diez. El resultado final del sistema es conocido, f\u00e1cilmente mensurable, pero se ignora cu\u00e1l es la combinaci\u00f3n num\u00e9rica (cinco y cinco, siete y tres, ocho y dos u otra cualquiera) que llev\u00f3 a esa suma. Pero como los dados est\u00e1n entrelazados, cuando se determina el valor de uno de ellos se descubre autom\u00e1ticamente tambi\u00e9n el del otro.<\/p>\n

En el experimento descrito ahora en Science, el equipo de Davidovich gener\u00f3, mediante la emisi\u00f3n de un haz de l\u00e1ser sobre un cristal, pares de fotones enmara\u00f1ados con relaci\u00f3n a uno de sus par\u00e1metros f\u00edsicos: la polarizaci\u00f3n (la direcci\u00f3n espacial, vertical u horizontal, en que su campo electromagn\u00e9tico vibra). Otro par\u00e1metro de los fotones, el momento (asociado a su direcci\u00f3n de propagaci\u00f3n, a su trayecto en el espacio), actu\u00f3 en el experimento como el ambiente externo al sistema. Los investigadores se percataron de que, al producir una interacci\u00f3n entre el momento de uno de los fotones y la polarizaci\u00f3n, suced\u00eda una reducci\u00f3n en el grado de enmara\u00f1amiento del sistema y vieron que su ecuaci\u00f3n pod\u00eda dar cuenta de esa p\u00e9rdida de enmara\u00f1ado. \u201cDimos un peque\u00f1o paso para entender la din\u00e1mica del enmara\u00f1amiento, cuya comprensi\u00f3n puede ayudar a construir sistemas cu\u00e1nticos m\u00e1s robustos y estables\u201d, comenta Davidovich, cuyo equipo forma parte del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnolog\u00eda en Informaci\u00f3n Cu\u00e1ntica. Una de las apuestas de la inform\u00e1tica del siglo XXI consiste en almacenar, transmitir y procesar informaci\u00f3n explotando las inusitadas propiedades del mundo cu\u00e1ntico. Pero hay mucha investigaci\u00f3n b\u00e1sica y aplicada por hacerse antes de llegar a un posible PC movido por \u00e1tomos o fotones materializado en la casa de las personas.<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico<\/em>
\nFar\u00edas, O. J. et al. Determining the dynamics of entanglement. Science Express Reports<\/strong>, publicado online en 14\/05\/2009.<\/p>\n

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