ES MÁS FÁCIL OBSERVAR EL FALLO DEL REALISMO LOCAL DE LO QUE NOSOTROS
PREVIAMENTE PENSAMOS
El realismo local es algo con lo que vivimos cada día, incluso aunque no nos demos cuenta. El principio de realismo local
combina dos suposiciones: lugar y realismo. El lugar dice que objetos distantes directamente y al instante no pueden
influir el uno en el otro (ya que nada puede viajar más rápido que la velocidad de luz). El realismo dice que las cosas que
medimos y sentimos están realmente allí, independientemente de nuestras medidas, y no es solamente nuestras medidas las
que las hacen existir. Mientras el principio de realismo local es intuitivo en nuestro mundo diario clásico, los físicos de la
época de Einstein ya sabían que el realismo local puede ser violado en la física cuántica. Experimentalmente, los físicos
pueden confirmar que un sistema cuántico ha violado el realismo local (violando lugar o realismo) demostrando la violación
de la desigualdad de Bell, que sirve como una prueba de realismo local. Pero mientras los científicos experimentalmente han
observado el fracaso de realismo local en laboratorios, nunca nadie ha observado un sistema no local o no realista en la
escala macroscópica. Los físicos por lo general atribuían este hecho a la decoherencia: cuando los sistemas cuánticos se
hacen macroscópicos, ellos inevitable actúan recíprocamente con su ambiente, haciéndolos rápidamente perder sus rasgos
cuánticos. Más recientemente, los físicos Johannes Kofler y Caslav Brukner en la Universidad de Viena en Austria han
sugerido una posibilidad alternativa: que el mundo clásico surja del mundo cuántico porque nuestras medidas de sistemas
clásicos son demasiado borrosas, o de grano grueso para descubrir los rasgos cuánticos de la naturaleza. Ahora, un equipo
de científicos constituidos por Hyunseok Jeong de la Universidad Nacional de Seúl en Corea, Mauro Paternostro de la
Real Universidad en el Reino Unido, y Timothy C. Ralph de la Universidad de Queensland en Australia han investigado
esta cuestión llegando más lejos. En claro contraste con las conclusiones alcanzadas por Kofler y Brukner, el nuevo análisis
muestra que, incluso haciendo sólo medidas de grano grueso los observadores todavía pueden detectar un fracaso evidente
del realismo local en la escala macroscópica mostrado por una violación de la desigualdad de Bell. Hasta ahora, nadie había
mostrado que medidas sumamente inexactas en el límite macroscópico pueden ser usadas para revelar el fracaso del realismo
local. "Mostramos que el fracaso del realismo local en principio puede ser observado incluso cuando las medidas son
realizadas a una escala macroscópica. " Jeong dijo a PhysOrg.com.: " las medidas sumamente de grano grueso pueden ser
entendidas como medidas en la escala macroscópica. Así, la mayor importancia de nuestros resultados es probablemente
que la falta de claridad y exactitud en las medidas no puede explicar el aspecto del mundo clásico en la escala macroscópica.
"En cambio, Jeong piensa que la decoherencia es todavía la explicación más probable de por qué es difícil de observar
propiedades cuánticas, como el fracaso del realismo local, en el mundo macroscópico. En el experimento, los científicos
usaron dos estados térmicos macroscópicamente distinguibles pero cuánticamente entrelazados, enviando cada uno de ellos
a un observador distante. Cada observador entonces realizó una medida homodina sobre su estado termal para determinar la
posición del estado termal. Los físicos encontraron que la desigualdad de Bell podría ser violada casi hasta el límite superior
incluso usando las medidas homodinas de grano grueso. " En general, es relativamente más fácil hacer medidas de grano
grueso, mientras que no es trivial hacer medidas bastante finas para demostrar los efectos fuertes cuánticos, " explicó Jeong."
En nuestro experimento, parte de la señal a ser medida es perdida por un divisor de haz antes de un detector ideal de modo
que la resolución de la medida se haga baja. " Como los científicos explicaron, el fracaso de realismo local quiere decir que
al menos una parte del realismo local - el lugar o el realismo - ha sido violada. Para tratar de determinar si han fallado una o
ambas partes al realizar medidas de grano grueso, los físicos comparararon sus resultados con una prueba de realismo
denominada la desigualdad de Leggett. Los resultados pasaron esta prueba, implicando que el realismo no había sido violado
en su método de medida, y que sólo había fallado la localidad. Como la primera demostración teórica de que medidas de
grano grueso pueden ser usadas para observar el fracaso del realismo local, este estudio podría ayudar a físicos a aprender
más sobre la naturaleza del límite entre los mundos cuánticos y clásicos. Jeong, Paternostro, y Ralph predicen que debería ser
posible probar sus resultados con experimentos en pequeña escala en el futuro.
Más información: Jeong, Hyunseok (h.jeong37 [at] gmail.com); Paternostro, Mauro; and Ralph, Timothy C. "Failure of Local Realism Revealed by Extremely-Coarse-Grained Measurements." Physical Review Letters 102, 060403 (2009).