Tres pioneros de la mecánica cuántica, reconocidos con el Premio Nobel de Física

Los científicos Alain Aspect, John F. Clauser y Anton Zeilingier han sido reconocidos con el Premio Nobel de Física 2022 por haber sido pioneros en la investigación sobre el poder de la mecánica cuántica. El Instituto Karolinska de Estocolmo indicó que los ganadores "llevaron a cabo experimentos innovadores utilizando estados cuánticos entrelazados". De este modo, "despejaron el camino para nuevas tecnologías basadas en esta disciplina", han añadido, a tenor de los resultados de sus investigaciones.

El desarrollo de herramientas experimentales de los galardonados ha inaugurado "una nueva era de la tecnología cuántica". Se trata de la capacidad para "manipular y gestionar estados cuánticos y todas sus capas de propiedades", lo cual "nos da acceso a herramientas con un potencial inesperado", han señalado desde el instituto. Además, "los efectos inefables de la mecánica cuántica están comenzando a encontrar aplicaciones", por lo que "ahora existe un gran campo de investigación que incluye computadoras cuánticas, redes cuánticas y comunicación cifrada cuántica segura".

El reconocimiento en esta edición "ha sido otorgado por experimentos con fotones entrelazados, estableciendo la violación de las desigualdades de Bell y siendo pioneros en la ciencia de la información cuántica", han asegurado los responsables del Karolinska en un comunicado.

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El modo en que la mecánica cuántica permite que dos o más partículas existan en lo que se llama un estado entrelazado ha sido un factor determinante en este desarrollo. Lo que le sucede a una de las partículas determina lo que le sucede a la otra. "Incluso si están muy separadas", explicaron desde el instituto. Así, "durante mucho tiempo la pregunta fue si la correlación se debía a que las partículas en un par entrelazado contenían variables ocultas, instrucciones que les indican qué resultado deben dar en un experimento. En la década de 1960, John Stewart Bell desarrolló la desigualdad matemática que lleva su nombre".

En este sentido "si hay variables ocultas, la correlación entre los resultados de un gran número de mediciones nunca excederá un cierto valor". Sin embargo, "la mecánica cuántica predice que cierto tipo de experimento violará la desigualdad de Bell, lo que resultará en una correlación más fuerte de lo que sería posible de otro modo", añadieron los responsables de la Academia Sueca.

Contribuciones de los premiados

El austriaco Anton Zeilinger investigó los estados cuánticos entrelazados. Según la academia, su grupo de investigación "ha demostrado un fenómeno llamado teletransportación cuántica, que hace posible mover un estado cuántico de una partícula a otra a distancia".

Por su parte, el francés Alain Aspect "desarrolló una configuración para cerrar una laguna importante". Tanto que "pudo cambiar la configuración de medición después de que un par entrelazado había dejado su fuente, por lo que la configuración que existía cuando se emitieron no podía afectar al resultado", han dicho.

El estadounidense John Clauser, por último, elaboró un artefacto que emitía dos fotones entrelazados a la vez, y cada uno hacia un filtro que probaba su polarización. El resultado fue una clara violación de una desigualdad de Bell y estuvo de acuerdo con las predicciones de la mecánica cuántica.

En los próximos días se conocerán los Premios Nobel de Química, de Literatura, de la Paz y de Economía.