Durante el próximo 30 de noviembre varios laboratorios de todo el mundo llevarán a cabo una serie de experimentos con el objetivo común de poner a prueba los fundamentos de la física cuántica. Aún más sorprendente es que para hacerlo necesitarán la colaboración de cientos de miles de personas, y que todo lo que les pedirán es que se comporten de la manera más aleatoria posible (en un videojuego). Cada participante contribuirá con una o varias cadenas aleatorias de ceros y unos, y serán estos dígitos los que determinen las medidas y experimentos de los laboratorios. A todo este singular proyecto se le conoce como el BIG Bell Test.
El BIG Bell Test está dirigido por Morgan Mitchell, líder de grupo en óptica cuántica atómica de ICFO. Es un experimento científico de primera clase, original y ambicioso, de alcance profundo e implicaciones nada triviales para la física cuántica. Como el experimento necesita la participación de un importante número de personas, los equipos de divulgación y comunicación de todos los laboratorios implicados tienen que hacer un esfuerzo especial, pero no se trata de un proyecto de divulgación, sino de un experimento científico, un experimento de física cuántica que funciona a base de azar humano. Dicho esto, es uno de los proyectos más inspiradores imaginables desde el punto de vista de la divulgación, porque las posibilidades pedagógicas del BIG Bell Test van desde las matemáticas y la física hasta la historia y la filosofía de la ciencia, pasando por la neurociencia.
¿Qué es un test de Bell y para qué sirve?
La física cuántica es famosa por sus curiosas predicciones y sobre los límites que impone a nuestro conocimiento de la realidad, planteando cuestiones que hasta el nacimiento de la física cuántica habían sido más propias del dominio de la filosofía. Describe partículas que están en varios sitios al mismo tiempo siempre y cuando no las miremos, y sólo cuando comprobamos dónde se encuentran se deciden al azar por una única respuesta. Prohíbe saber simultáneamente ciertas propiedades de la misma partícula (su posición y su velocidad, por ejemplo). También nos habla de estados entrelazados de pares de partículas, unas fuertes correlaciones que se mantienen sin importar los kilómetros de separación que existan entre ellas. Pero independientemente de que podamos o no saber dónde exactamente está una partícula antes de mirarla, o cuál es su velocidad si conocemos su posición, no podemos dejar de intuir que en realidad estas cantidades tienen un valor predeterminado. Esta era la posición intelectual de Einstein frente a la física cuántica, quien propuso la búsqueda de teorías que pudieran completar la aparente incapacidad de la física cuántica para describir el mundo de manera completa.
Comenzó entonces entre Einstein y Bohr uno de los debates más influyentes de la física del siglo XX, tratando cuestiones como decíamos hasta ese momento del dominio de la filosofía: ¿Existe el mundo independientemente de nosotros, los observadores? ¿Puede nuestra mirada afectar la realidad? La física cuántica parece responder que nosotros, los observadores, determinamos al mundo cuando lo miramos, y que antes de eso, de nuestra medida, nada está decidido.
No parecen cuestiones que puedan ser resueltas por la física: al fin y al cabo, si no podemos mirar, ¿cómo vamos a saber si el mundo es distinto cuando no lo miramos? Sin embargo, el físico del CERN John Bell sugirió en 1964 un famoso experimento, el test de Bell, para zanjar para siempre la discusión. La propuesta consistía en hacer una serie de medidas escogidas al azar sobre pares de partículas entrelazadas y comprobar la correlación de las respuestas. Según el teorema de Bell, si el valor de las respuestas estuviera determinado por una variable oculta, las correlaciones no podrían superar cierto valor. Por tanto, si experimentalmente se observaran correlaciones mayores se podría establecer claramente que las respuestas son genuinamente aleatorias, es decir, que no están predeterminadas. Desde su presentación, el test de Bell se ha implementado en varias ocasiones y de diversas maneras, la mayoría de las veces con resultados favorables para la mecánica cuántica y descartando por tanto las variables ocultas. El BIG Bell Test propone una nueva manera de llevarlo a cabo, a base de una característica esencialmente humana: la capacidad de elegir libremente, independientemente de la elección de otros.
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¿Por qué con humanos?
El test de Bell, como cualquier experimento científico, debe realizarse bajo condiciones estrictas. Una de estas condiciones es que las medidas aleatorias sobre las distintas partículas cuánticas se realicen de manera independiente entre sí. Hay muchas maneras de garantizar esta independencia, y el BIG Bell Test propone que sean los Bellsters, mentes libres e independientes entre sí, los que controlen con sus decisiones las medidas sobre las partículas cuánticas.
¿Qué tienen que hacer los Bellsters-Naukas?
Para «interrogar» a las partículas cuánticas en un test de Bell, las medidas han de ser muchas, variadas, independientes, rápidas… se necesitan muchos, muchos Bellsters. Cada uno tiene que generar las «preguntas» del test de Bell, las medidas escogidas al azar. Estas preguntas se hacen a través de uno de los dos videojuegos que podéis encontrar en www.thebigbelltest.org. Cada medida está determinada por la orientación de un espejo, o cualquier elemento que intervenga en la posición del aparato de medida. Esta posición será elegida al azar siguiendo los dígitos introducidos por los Bellsters, los elementos humanos de este singular experimento cuántico. El 30 de noviembre, esperamos a todos los Naukas en la web del BIG Bell Test. Pero podéis empezar ya. De hecho, se puede crear el grupo Naukas dentro del juego The BIG Bell Quest.
¿Qué laboratorios participan?
Por ahora, los centros implicados son: ICFO (Barcelona), U. Griffith (Brisbane), EQUS-U. Queensland (Brisbane), CEFOP-U. de Concepción (Chile), UCTC (Shanghái), U. de la Costa Azul-CNRS (Niza), IQOQI-Austrian Academy of Sciences (Viena), QUDEV Lab-ETH (Zurich), y LMU (Munich).
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