El Premio Nobel de Física 2022 fue otorgado a Alain Aspect, John F. Clauser y Anton Zeilinger. El trío ganó el premio por sus experimentos con fotones entrelazados, investigaciones sobre violaciones de las desigualdades de Bell y su trabajo en computación cuántica. Los detalles del galardón fueron compartidos en el sitio web del Comité.
El trabajo de los tres laureados está relacionado con el estudio de partículas cuánticas entrelazadas y la violación de las desigualdades de Bell. Las desigualdades de Bell fueron propuestas por John Bell en la década de 1960 para probar si existen o no parámetros ocultos en un sistema de mecánica cuántica.
Si se satisfacen estas desigualdades, entonces hay algunos parámetros ocultos en el sistema y se cumple la hipótesis del principio de localidad. Esto quiere decir, entre otras cosas, que los objetos físicos realmente existen y afectan solo a su entorno local.
Asimismo, podemos verificar la validez de las desigualdades de Bell experimentalmente. La probabilidad de estados en el caso de cumplimiento y no cumplimiento de las desigualdades debería diferir.
Los laureados
El primero que desarrolló las ideas de Bell y propuso un experimento para probar las desigualdades fue el físico estadounidense John Clauser, quien gracias a sus investigaciones logró demostrar que se violan las desigualdades de Bell. En otras palabras, no hay variables ocultas en la mecánica cuántica.
Luego, el físico francés Alain Aspe desarrolló el enfoque de Clauser y se aseguró de que las condiciones iniciales bajo las cuales se emitían el par de fotones entrelazados necesarios en el experimento, no afectaran el resultado de la medición. Además, publicó el primer artículo en el que demostró que las desigualdades no se satisfacen.
Finalmente, Anton Zeilinger comenzó a utilizar estados cuánticos entrelazados en experimentos: su grupo demostró por primera vez la posibilidad de la teletransportación cuántica. Esta implica el cambio en el estado cuántico de una partícula de un par entrelazado cuando cambia el estado de otra, ubicada a distancia.
El fenómeno, que Einstein había llamado “acción espeluznante a distancia”, permite la teletransportación cuántica. Los sistemas cuánticos no se pueden detectar y reconstituir en otro lugar, porque la medición destruye sus delicadas propiedades cuánticas. Pero un estado puede transferirse entre dos partículas a distancia, si cada una está entrelazada.
Importancia
La teletransportación permite comunicaciones superseguras, ya que cualquier escucha haría que las partículas perdieran sus delicados estados cuánticos. También permitiría que las futuras computadoras cuánticas transfieran información. Desde los estudios de Zeilinger, muchos físicos han logrado teletransportar electrones, átomos y circuitos superconductores.
En experimentos más recientes, Zeilinger, junto con Kaiser y otros colaboradores, han tratado de sellar más lagunas en las pruebas de la desigualdad de Bell. Por ejemplo, el trío usó propiedades de la luz de las estrellas emitidas hace miles de millones de años para definir escenarios experimentales.
Los ganadores del año pasado fueron Giorgio Parisi, Shukuro Manabe y Klaus Hasselman por su estudio de patrones que gobiernan fenómenos aleatorios y fluctuaciones en sistemas físicos complejos a varias escalas. Manabe y Hasselman desarrollaron modelos del clima de la Tierra, cuantificando el cambio climático y prediciendo el calentamiento global.