El Principio de Incertidumbre no es tan “incierto”

Puede que los físicos tengan que modificar lo que creen saber acerca famoso principio de incertidumbre de Werner Heisenberg.

La medición de partículas de luz no las empuja tan lejos en la  confusión cuántica como se pensaba, sugiere una investigación reciente. El trabajo no invalida el principio que subyace a toda la moderna teoría cuántica, pero puede tener implicaciones para la criptografía SuperSecure y otras aplicaciones cuánticas. “El verdadero principio de incertidumbre de Heisenberg aigue vivo y coleando”, dice Lee Rozema, un estudiante graduado de la Universidad de Toronto, cuyo equipo reporta el hallazgo en Physical Review Letters . ”Se trata de realmente de un aspecto que necesita ser actualizado.”

En su más famoso articulación, el principio de  estados de incertidumbre de Heisenberg dictamina que es posible en un momento dado conocer la posición o el movimiento de una partícula, pero no ambos. Esta relación puede escribirse matemáticamente. Pero Heisenberg la expuso por primera vez de una forma ligeramente diferente utilizando matemáticas ligeramente diferentes. Esa versión dice que cuanto más se perturbe una partícula, menos precisión se puede tener para medir una propiedad particular de ella, y viceversa.

A modo de ejemplo, Heisenberg imaginó partículas de luz brillantes en un electrón y, viendo cómo la luz rebota en ella, dedujo la posición del electrón. Pero cada vez que las partículas de luz dan un poco de su impulso al electrón, se desdibujan,  impidiendo así también que los científicos pueden medir el sistema. “Eso era lo que Heisenberg pensaba, pero no es lo que se probó rigurosamente después“, dice Rozema. “Los físicos a menudo confunden las dos interpretaciones.”

La versión original de Heisenberg todavía funciona para el ejemplo de la luz y los electrones, dice Rozema, pero no en  casos más generales; como la mayoría de los científicos han asumido.

En 2003, el físico japonés Ozawa Masanao demostró matemáticamente que la primera versión de Heisenberg no podía ser cierta. A principios de este año, él y un equipo de investigadores de la Universidad de Viena informaron de experimentos de laboratorio que confirmaban esto.

Ahora, los físicos han intervenido en Toronto con lo que ellos llaman una medición más directa. Tomaron las partículas individuales de luz, o fotones, y midieron dos direcciones en las que las ondas de luz oscilaban. La primera medida fue una prueba “débil”, que respondía suavemente a las oscilaciones en un sentido y luego en el otro. Entonces, los científicos hicieron una “fuerte” de medición, directamente, e investigando si la primera medición débil había perturbado el sistema.

Mediante la combinación de las mediciones débil y fuerte, el equipo de Rozema mostró que las oscilaciones medidas no se ajustaban a las matemáticas de la primera formulación de Heisenberg de la idea de incertidumbre. En otras palabras, la reducción de la inexactitud de una medición de partículas (por lo que es más precisa) no perturbe la partícula tanto como los científicos habían pensado.

“Es posible que tanto la inexactitud como la perturbación sean pequeñas, aunque no tanto como estrictamente cero”, dice Howard Wiseman, físico de la Universidad de Griffith, en Brisbane, Australia, quien propuso la medida del equipo utilizado en Toronto.

El descubrimiento es importante para cualquier persona que trate de construir un inquebrantable código cuántico. La criptografía cuántica se basa en el hecho de que los intrusos se delatan por la perturbación que ejercen. Si la perturbación es más pequeña de lo esperado, entonces estos fisgones podrían ser más difíciles de detectar.

“La nueva relación se abrirá a nueva experimentación y  tecnología en el campo de la información cuántica”, dice Ozawa, ahora en la Universidad de Nagoya. “Es también un problema filosófico profundo”.

Autor: Alexandra Witze

Enlace original: Uncertainly not so certain after all