El umbral cuántico distorsiona el principio de causa y efecto

El umbral cuántico distorsiona el principio de causa y efecto
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Hace menos de un año, una investigación cuestionó que la objetividad fuera posible en el mundo cuántico, ya que aparentemente presenta una perspectiva única para cada observador, sin perder al mismo tiempo su validez universal.

Una nueva investigación clava ahora otra puntilla en la arquitectura del conocimiento humano: el razonamiento causal, según el cual todo evento tiene origen y efecto, no rige de igual forma en el universo cuántico, donde ambos principios, el de causa y efecto, se funden en un bucle que se desenvuelve fuera del espacio y del tiempo.

Hay que aclarar que en ambos casos estamos hablando de especulaciones teóricas que no afectan a nuestra comprensión del mundo ordinario: un perro siempre es un perro para cualquier persona que lo mire, y si tiramos de una cuerda, indefectiblemente suena la campana a continuación.

Pero el mundo cuántico es una caja de sorpresas regida por tres tipos de paradojas, tal como explica la física Marta García-Matos: las que desafían a la física clásica, las que desafían a la intuición y al sentido común, y las que desafían a la misma física cuántica.

Y añade: las primeras evidencian que la física clásica falla en algunas predicciones; las segundas evidencian que las intuiciones nacidas de nuestro contacto con el mundo fallan en algunas predicciones, y las terceras (construidas para testear la consistencia de la nueva teoría) no sabemos aún bien qué evidencian, pero con esos términos auguramos que la tierra temblará.

Tiembla la tierra bajo nuestros pies

Tiembla la tierra bajo nuestros piesLa nueva investigación evidencia que la tierra sigue temblando bajo nuestros pies, ya que según investigadores de la Universidad Libre de Bruselas (ULB) y de la Universidad de Oxford, en el mundo cuántico la causa y el efecto a veces pueden tener lugar en ciclos, y entonces el efecto se convierte en la causa de todo lo que ocurre.

Lo han descubierto penetrando un poco más en el desorden del mundo cuántico, donde todo se reduce a probabilidades matemáticas, más que a realidades propiamente dichas: en ese contexto, el principio de causa y efecto queda en una nebulosa que la nueva investigación se ha atrevido a describir.

Para conseguirlo, tal como se explica en un comunicado, el equipo de investigadores desarrolló una teoría de la causalidad en la teoría cuántica.

En esta teoría, los conceptos de causalidad se definen en términos inherentemente cuánticos, en lugar de relacionarse con un nivel clásico de causa y efecto.

Esta aproximación desveló las relaciones que se producen en los estados de entrelazamiento cuántico, que ocurren cuando dos partículas que han estado vinculadas, se comportan instantáneamente de la misma forma, aunque estén separadas miles de kilómetros entre sí.

Según esta teoría, las relaciones que ocurren entre las partículas sujetas a entrelazamiento cuántico no están sometidas al principio clásico de causa y efecto, sino que se rigen por una influencia causal de ciclos impenetrables, sin un orden causal temporal.

Eso significa que, a esos niveles de la realidad, el entrelazamiento cuántico no requiere que las partículas necesiten tiempo para avanzar en una dirección específica (como ocurre en el mundo ordinario), sino que forman un círculo dinámico en el que la causa y el efecto se confunden: no es posible saber qué origina un proceso.

Es posible matar al abuelo

Es posible matar al abueloEs decir, que cuando alteramos el estado de una partícula que ha estado entrelazada con otra, no está claro que nuestra acción origine el comportamiento de la otra partícula distante, porque todo ocurre fuera del espacio y del tiempo.

Robin Lorenz, uno de los autores del estudio, explica la importancia de este desarrollo: si hasta ahora se pensaba que el mundo cuántico tenía un orden causal indefinido, lo que ocurre en realidad es que sí tiene una estructura causal precisa que involucra ciclos ajenos al espacio-tiempo.

Ognyan Oreshkov, otro de los investigadores, añade algo no menos relevante: el mundo cuántico parece regirse por estructuras causales cíclicas que no excluyen la posibilidad teórica de retroceder al pasado y matar al abuelo, tal como establece la paradoja del viaje en el tiempo, si bien los órdenes de magnitud entre el universo cuántico (donde se distorsiona el principio de causa y efecto) y el físico ordinario (que se rige por la causalidad) no son en absoluto comparables.

Eso no impide que «por exóticos que parezcan,  algunos de estos escenarios (cuánticos) tienen logros experimentales en los que las variables se deslocalizan con el tiempo», añade Oreshkov.

Los investigadores creen en consecuencia que la estructura causal del espacio-tiempo en sí misma podría volverse cíclica cuando cruza el umbral cuántico, provocando una intersección prometedora entre la teoría cuántica y la relatividad general.

Referencia

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ReferenciaCyclic quantum causal models. Jonathan Barrett, Robin Lorenz & Ognyan Oreshkov. Nature Communications volume 12, Article number: 885 (2021). DOIhttps://doi.org/10.1038/s41467-020-20456-x

Imagen: Bucles causales cuánticos. Crédito: NeoLeo/ULB.