La matèria telepàtica

Els experiments científics dels darrers mesos, que demostren el fenomen de l’entrellaçament i es van endinsant en les seves particularitats, són directament al·lucinants, permeteu-me l’expressió. I ho són per tres raons, com a mínim. Perquè són experiments que ratifiquen sofisticades abstraccions de la ment humana, que fins ara ens podien semblar recargolades i absurdes. Perquè constaten que no sabem res i ens fan trontollar conceptes tan estesos com són els d’espai i causalitat. I finalment, perquè trenquen un cop més aquesta falsa idea de què la ciència és l’espai de les certeses, i en canvi apropen la física i la filosofia. En poques paraules, els experiments sobre l’entrellaçament ens expliquen que l’univers no és local, i que podem controlar fenòmens que seran simultanis a milions d’anys llum de distància. És com si la matèria tingués propietats telepàtiques instantànies i com si el que és infinitament lluny es trobés de fet infinitament a prop. Els experiments enterren l’anomenat principi de localitat, un dels principis bàsics de la ciència clàssica, segons el qual un objecte només està sotmès a la influència del seu entorn immediat.

Les partícules elementals (fotons, electrons i altres) fan coses rares que sembla que transgredeixin les normes del món que veiem. Per exemple, poden ser a dos llocs al mateix temps. És difícil d’entendre (i per això se’n parla poc) perquè aquest món nanoscòpic, que segueix les regles de la física quàntica, és un sac ple de misteris i sorpreses. Tan és així, que ni els mateixos pares d’aquestes teories quàntiques, Max Planck i Albert Einstein, ho entenien. A contracor, Planck es va haver de rendir a l’evidència dels experiments, que mostrava que les característiques de la radiació calòrica que surt dels forns només es podia explicar si acceptàvem que l’energia irradiada era una munió de petits “granets” o “quants” d’energia, mentre que Einstein es va adonar que aquests “quants” eren el que ara anomenem fotons.

La física quàntica va néixer per explicar aquests estranys resultats dels experiments amb forns, que al segle XIX ningú entenia. Mira per on, un objecte tan quotidià com un forn va acabar capgirant la física. Però tot continuava essent misteriós, quan Max Planck ens va fer entrar en aquesta altra dimensió, com Alícia en el país de les meravelles. Tan estrany era el que deien els resultats dels experiments com el que després van acabar preveient les teories quàntiques: el principi d’incertesa de Heisenberg, les lleis probabilístiques d’Schroedinger… i el teorema de Bell. L’any 1964, John Bell va demostrar que el principi de localitat, amb la hipòtesi quàntica, és forçosament fals, perquè cap llei de la natura que segueixi aquest principi de localitat serà capaç d’explicar les prediccions de la física quàntica. En d’altres paraules, Bell ens va dir que el nostre univers és “no local”, que el concepte de “lluny” és una fal·làcia, i que existeixen variables desconegudes que són “no locals”. Quasi res. I justament ara, els experiments li estan donant la raó: l’univers no és local.

En poques paraules, els experiments sobre l’entrellaçament, com el publicat fa pocs mesos a la revista Nature per científics de la Universitat Tecnològica de Delft i de l’Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) de la UPC, demostren que els comportaments de partícules situades a gran distància es poden afectar mútuament de manera instantània. El procés és el que mostra la imatge de dalt. A l’esquerra veiem la gènesi d’una parella de fotons entrellaçats (la imatge és d’aquesta web). Els fotons neixen a la vegada, com una molècula fotònica de bessons univitel·lins, i per això queden entrellaçats per sempre més, durant tota la seva existència. El catalitzador de tot plegat és, en aquest cas, un nano-cristall semiconductor de 20 nanòmetres. La part inferior esquerra de la imatge mostra el patró de radiació d’una d’aquestes parelles entrellaçades durant els seus primers instants d’existència i mentre es van separant. Suposem ara que enviem els dos fotons a l’espai. Mentre ningú els analitzi, no sabem les seves propietats i, per exemple, com mostra l’esquema de la part dreta de la imatge (que és d’aquesta web), tots dos podrien tenir una polarització horitzontal o vertical (simplificant, podríem entendre que la polarització és un sinònim d'”orientació” o inclinació). Imaginem que al cap d’un temps, un dels fotons, que viatja per fibra òptica, arriba a casa de la noia de la dreta, que l’observa i veu que té polarització vertical. Doncs bé, el fenomen de l’entrellaçament fa que en aquest mateix instant, l’altre fotó bessó (que es pot trobar molt i molt lluny en una altra fibra òptica) se’n entera “telepàticament” i quan algú, més tard, l’observi, veurà amb tota seguretat que la seva polarització és horitzontal. És com si, entre els dos, volguessin completar tots els possibles estats. Si un ens ha dit que és vertical, l’altre ens dirà que és horitzontal, i a l’inrevés. Encara que siguin a milions d’anys llum, es complementen i “saben” l’un de l’altre com si fossin a tocar, fent-nos veure que no entenem res ni de l’espai ni de la matèria que ens conforma. No sabem on som ni de què som fets.

El divertit de tot plegat és que, en el món de les partícules subatòmiques, no hi ha divorci. Quan dues o més partícules han quedat entrellaçades, no hi ha pas enrere. Qualsevol d’elles sap instantàniament el que li ha passat a l’altra. En paraules més precises, la mesura de l’estat quàntic d’una propietat d’una de les partícules fa que aquesta partícula quedi congelada en un estat determinat, amb la qual cosa podem saber immediatament l’estat de l’altra partícula entrellaçada, per molt allunyada que aquesta estigui de la primera. És la telepatia de les partícules entrellaçades. Es tracta del mateix principi que hi ha darrere la teletransportació quàntica, quan les propietats d’una partícula es “teletransporten” de manera instantània a l’altra. A la teletransportació quàntica la informació no es transmet materialment, no hi ha un senyal que viatgi, sinó que una partícula rep la informació de l’estat de l’altra gràcies a l’entrellaçament. Ho sabem perquè ho hem experimentat, però no ho entenem perquè la realitat de les partícules ens supera. En el món que coneixem, tot és local: si vull fer un petó a algú, ens hem de trobar al mateix lloc i en el mateix moment. En canvi, les partícules i els fotons entrellaçats saben comunicar-se encara que es trobin a diferents galàxies, i no ho fan a la velocitat de la llum sinó de manera instantània. Com si el que és molt i molt lluny, en el món nanoscòpic fos a tocar. De fet, hi ha qui diu que aquesta telepatía de les partícules entrellaçades és deguda a que de fet són una única partícula que veiem simultàniament a dos llocs diferents…

Els humans, en tot cas, som ben sorprenents. Fem un experiment, ens adonem que els seus resultats trenquen i enfonsen totes les nostres teories filosòfiques i físiques sobre l’espai, però a la vegada aprenem una nova llei de l’Univers. Immediatament veiem com li podem treure profit, i ho aconseguim. I això és cert en aquest cas perquè de fet acabem de descobrir el que segurament permetrà en el futur la transmissió absolutament segura d’informació xifrada amb les tècniques de criptografia quàntica: generarem parelles de partícules entrellaçades, i de cada parella ens en quedarem una i enviarem l’altra a la persona que volem que rebi el nostre missatge. En el moment que nosaltres mesurem una determinada propietat d’una de les partícules (fotons) que ens hem quedat, sabem amb absoluta seguretat el que llegirà, de la partícula entrellaçada, el receptor del missatge, i així podrem generar claus de xifrat que ningú podrà conèixer llevat de nosaltres dos. Pel camí, i com diu Antonio Acín, si un espia intenta mesurar aquests fotons, segons el principi d’incertesa vàlid al món quàntic, en modificarà l’estat i, per tant, l’emissor i el receptor s’adonaran que algú està intentant interceptar la informació i immediatament podran aturar l’enviament.

Però tot és encara més sorprenent. Un equip internacional de científics (alguns d’ells de la UAB) han generat una parella de fotons entrellaçats que poden estar en més de cent estats diferents cada un d’ells (concretament 103), o en qualsevol superposició d’aquests estats. Això és molt més fàcil de dur a terme que entrellaçar un grup de partícules. Per dir-ho en paraules senzilles, han aconseguit dos fotons que podrien compartir telepàticament una paraula de 12 lletres (calculant en base d’una codificació ASCII de 8 bits per caràcter surten quasi 13 lletres). A aquest pas, aviat sabrem com fer que dos fotons o dos electrons puguin compartir tota una carta o un article d’opinió.

I, de fet, l’entrellaçament natural el tenim cada dia davant els nostres ulls. Ara sabem que les capes d’electrons dels àtoms sempre contenen electrons entrellaçats, i s’ha demostrat mitjançant espectroscòpia de transició de femtosegons, que la conversió eficient d’energia dels fotons en energia química durant la fotosíntesi de les plantes es fa amb fotons entrellaçats.

Quan els experiments de la ciència ens mostren que el poc que pensàvem que sabíem és fals, m’agrada pensar en el que diu l’Adela Cortina. L’Adela diu que la filosofia és un saber que s’ha ocupat secularment de qüestions radicals quan les respostes es troben situades més enllà de l’àmbit de l’experimentació científica. Del sentit de la vida i de la mort, de l’estructura de la realitat,  de per què parlem d’igualtat entre els éssers humans quan biològicament som diferents, de quines raons hi ha per defensar drets humans … Diu que a les seves èpoques de major esplendor, la filosofia ha treballat colze a colze amb les ciències més rellevants, i ha estat la fecundació mútua de filosofia i ciències la qual ha aconseguit un millor saber, perquè la filosofia que ignora els avenços científics es perd en especulacions buides, mentre que les ciències que ignoren el marc filosòfic perden sentit i fonament.

Per cert, Harold Kroto, premi Nobel de Química, diu que la ciència és una manera de pensar, que es basa en provar si les coses funcionen. Quan ho fem, diu, es pot fer tecnologia, i el nostre mòbil funciona. Explica que les equacions de Maxwell estan provades i funcionen cada cop que connectem el mòbil. Diu però que si el teu mòbil fos tan efectiu com el resar, no el compraries.

1 comentari

  • JordiMB

    21/01/2016 16:52

    Uau… És que no tinc paraules…

Comenta

*

(*) Camps obligatoris

L'enviament de comentaris implica l'acceptació de les normes d'ús