Si de dos part¨ªculas entrelazadas una cae en un agujero negro, ?qu¨¦ le pasa a la otra?

Contestar a la pregunta que se muestra en el titular es bastante dif¨ªcil, ya que el problema que tenemos es que no disponemos actualmente de una teor¨ªa aceptada que concilie la mec¨¢nica cu¨¢ntica con la teor¨ªa de la gravitaci¨®n. Por un lado, sabemos c¨®mo se comportan los objetos cl¨¢sicos cuando est¨¢n sometidos a grandes masas, como es el caso del agujero negro. Por ejemplo, nuestra galaxia, la V¨ªa L¨¢ctea, ¨®rbita alrededor de algo que presuponemos que es un agujero negro; y aunque no lo vemos, s¨ª sabemos qu¨¦ les pasa a los objetos cercanos a ¨¦l.

Por otro lado, conocemos lo que le ocurre a un ¨¢tomo cuando lo miramos de cerca con nuestros ojos de mec¨¢nica cu¨¢ntica. Adem¨¢s, dentro del mundo cu¨¢ntico las part¨ªculas pueden estar entrelazadas muy a pesar de Albert Einstein, que no cre¨ªa en esta propiedad tan singular. El entrelazamiento es tan extra?o para nuestras mentes cl¨¢sicas que si tengo dos part¨ªculas entrelazadas y en una de ellas mido una caracter¨ªstica (por ejemplo, su momento angular), autom¨¢ticamente, aunque la otra est¨¦ en la otra punta del universo, s¨¦ hacia d¨®nde va a ir (es decir qu¨¦ momento angular tendr¨¢) porque eso es el entrelazamiento. El entrelazamiento supone que, si tenemos una part¨ªcula con una caracter¨ªstica y est¨¢ entrelazada con otra, esa otra autom¨¢ticamente adquiere un valor determinado de esta propiedad dictada por la primera. Podr¨ªamos decir que las dos part¨ªculas se hablan entre s¨ª, aunque no estuvieran localmente en el mismo sitio.

Para saber esto tenemos que hacer experimentos en los que medimos una caracter¨ªstica de la primera de las dos part¨ªculas, y despu¨¦s necesitamos medir esa misma caracter¨ªstica en la part¨ªcula n¨²mero dos y corroboramos que su estado es el que esper¨¢bamos porque est¨¢n entrelazadas. Para hacer este experimento tiene que haber un canal en el que nosotros comprobemos que las dos part¨ªculas est¨¢n entrelazadas. Y ese canal es cl¨¢sico.

Te voy a poner un ejemplo: imag¨ªnate que tienes la part¨ªcula Alice y la part¨ªcula Bob. Alice se va a Madrid y Bob a Barcelona. E imag¨ªnate que lo que medimos es el color: si Alice mide azul, Bob mide verde y si Alice mide verde, autom¨¢ticamente Bob mide azul porque est¨¢n entrelazadas. Pero eso solo lo sabemos cuando tras medir a Alice, tambi¨¦n le preguntamos a Bob y comprobamos que siempre que Alice mide verde, Bob mide azul. Para esta comprobaci¨®n, hemos necesitado un canal de comunicaci¨®n cl¨¢sico. T¨ªpicamente, este canal cl¨¢sico se supone que es aquel en el que el espacio-tiempo sigue una m¨¦trica Eucl¨ªdea, o en palabras simples, al que estamos acostumbrados nosotros. Pero en un agujero negro el espacio-tiempo se deforma debido a la masa tan grande que este posee y necesitamos acudir a la relatividad general formulada por Albert Einstein.

Y ahora, vamos con la respuesta a la pregunta. Lo que ocurre en un agujero negro con la informaci¨®n que viaja a trav¨¦s de ¨¦l se desconoce, incluso se piensa que en gran medida la informaci¨®n se destruye (aunque parcialmente escapa y se conoce como radiaci¨®n de Hawking). Por tanto, esto significar¨ªa que no ser¨ªamos capaces de saber los dos colores de Alice y Bob. As¨ª que lo que ocurre a una part¨ªcula entrelazada con otra que cayera en un agujero negro ser¨ªa nada. Creo que no ser¨ªamos capaces de saber si est¨¢n entrelazadas o no dentro de ese agujero negro, ya que necesitamos un canal por el que viaje la informaci¨®n y en un agujero negro la informaci¨®n no fluye, por lo que no ser¨ªamos capaces de comunicarnos con ellas.

Rosa L¨®pez Gonzalo es catedr¨¢tica e investigadora del Instituto de F¨ªsica Interdisciplinar y Sistemas Complejos (IFISC) de la Universidad de las Islas Baleares, su campo de investigaci¨®n es el transporte cu¨¢ntico.

Pregunta enviada v¨ªa email por Hector D¨ªaz Prato.

Coordinaci¨®n y redacci¨®n: Victoria Toro.

Nosotras respondemos es un consultorio cient¨ªfico semanal, patrocinado por el programa L¡¯Or¨¦al-Unesco ¡®For Women in Science¡¯, que contesta a las dudas de los lectores sobre ciencia y tecnolog¨ªa. Son cient¨ªficas y tecn¨®logas, socias de AMIT (Asociaci¨®n de Mujeres Investigadoras y Tecn¨®logas), las que responden a esas dudas. Env¨ªa tus preguntas a nosotrasrespondemos@gmail.com o por X #nosotrasrespondemos.

Puedes seguir a MATERIA en Facebook, X e Instagram, o apuntarte aqu¨ª para recibir nuestra newsletter semanal.