The Big Bell Test: la prueba on line que emprendieron 100.000 voluntarios de todo el mundo para ayudar a resolver un debate de la física cuántica

El Big Bell Test es la primera prueba global que fue organizada por físicos de 12 laboratorios, incluyendo a investigadores de la Argentina, y que contó a seres humanos como una “fuente de bits” impredecibles. Los resultados finales de los experimentos ya fueron publicados en la revista Nature
The Big Bell Test en BA: El equipo de Buenos Aires que participó del “Big Bell Test” en el laboratorio. De izquierda a derecha: Miguel Larotonda, Agustina Magnoni, Ignacio López Grande, Christian Schmiegelow, Laura Knoll, Ariel Bendersky.  (Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad de Buenos Aires / CITEDEF / Conicet)

Por Valeria Román 

Cien mil voluntarios de todo el mundo usaron celulares y tabletas para ayudar a la física cuántica a saldar un viejo debate. Lo hicieron al participar en un juego en línea el 30 de noviembre de 2016, y aportaron montones de bits impredecibles que sirvieron a los científicos para realizar experimentos en 13 laboratorios de diferentes países, incluyendo a la Argentina. Ahora, los resultados de los experimentos fueron revisados y publicados en la prestigiosa revista Nature.

Con su participación, los voluntarios contribuyeron a demostrar que más allá del mundo clásico que rodea a los seres humanos existe un mundo cuántico que no se ve, que se comporta de manera extraña, aunque el popular físico Albert Einstein no lo aceptaba.

Para el popular científico Einstein, el mundo cuántico no existía como tal. El experimento The Big Bell Test sale a confrontar con su teoría del mundo clásico (Getty Images)

Corría el año 1935 y Einstein planteaba que los objetos de la naturaleza solo están influenciados por su entorno más próximo, o bien por "variables ocultas" que los pueden relacionar si están más lejos. Sin embargo, desde la perspectiva de los físicos que defendían la teoría cuántica, como Niels Bohr, sí era posible que dos objetos distantes se comunicaran de manera instantánea. Cada objeto podría ser afectado por el otro aunque estuvieran distantes.

En 1964, el científico John Bell propuso un teorema y una metodología para demostrar que el planteo cuántico estaba en lo cierto. Desde los años ochenta, se hicieron diferentes experimentos en los laboratorios para demostrar el planteo de la física cuántica.

Uno de esos experimentos se había difundido en 2015. Lo llevó a cabo el profesor Ronald Hanson de la Universidad Técnica de Delft, en Holanda, y logró que dos electrones separados a más de un kilómetro en el campus de su universidad mantuvieran una conexión invisible e instantánea.

Hasta The Big Bell Test ningún experimento se había hecho con seres humanos como fuentes de bits impredecibles.

"Existe un mundo clásico que nos rodea y al que estamos acostumbrados, en el que el llamado realismo local parece verdadero", explicó a Infobae la física argentina Laura Knoll, una de las coautoras del trabajo publicado en Nature.

"Desde esa visión, las mediciones que se realizan sobre partes que están distantes no afectan el resultado. Es decir, suponen que si se mide un punto en un lugar, no se altera la otra parte que se encuentra distante.  Además, se asume que las propiedades de cada parte existen independientemente de que uno realice o no la medición. Pero si uno calcula las mismas correlaciones a nivel microscópico, se demuestra que la hipótesis del "realismo local" no es válida. Porque se pueden observar partículas cuyas propiedades son alteradas por otras que están distantes", agregó Miguel Larotonda, investigador principal del CITEDEF y del Conicet y líder del equipo argentino del Big Bell Test, al ser entrevistado por Infobae.

Láminas de onda que eran controladas mediante los bits generados por los “Bellsters” de todo el mundo. Estas láminas determinaban las distintas proyecciones de la polarización realizadas para cada par de fotones detectados en el experimento (Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad de Buenos Aires / CITEDEF / Conicet)
Para realizar los experimentos, los científicos han usado máquinas que generan números aleatorios. Pero ninguna es perfecta, porque esas máquinas están gobernadas por la misma física que se quiere testear.

Entonces, el Big Bell Test se impulsó como la primera iniciativa a nivel mundial que usa como fuente de impredictibilidad a las personas y a la libertad que tienen a la hora de elegir a partir de un juego. "Participaron 12 laboratorios que hicimos 13 experimentos y todos llegamos a la misma conclusión", comentó Knoll. "Demostramos que el mundo no es realista ni local, a pesar del contacto que cada uno tiene con él y que parece decir lo contrario", acotó a Infobae.

No fue nada fácil el diseño de la iniciativa. El que primero sugirió la idea fue el científico español Carlos Abellán. "Lo miramos como si fuera un sueño", contó el líder de la iniciativa, Morgan Mitchell, que trabaja en el Instituto de Ciencias Fotónicas, en Barcelona, España.

El científico español Carlos Abellán estimó que se necesitaban al menos 30.000 personas para generar los suficientes bits aleatorios para los experimentos.

Aunque sus colegas no creían que iban a conseguir la colaboración de tantas personas, Abellán apeló a inspirarlos con un ejemplo que había salido bien: en 2015, se había puesto en marcha el desafío del balde de agua fría, conocido como Ice Bucket Challenge, para concientizar al mundo sobre la necesidad de hacer más investigación para tratar la esclerosis lateral amiotrófica (ELA).

Ese reto consiguió adhesiones de millones de personas. Finalmente, los colegas aceptaron la idea de Abellán y organizaron la logística para desarrollar la iniciativa en los laboratorios y con los miles de voluntarios, a quienes llamaron "Bellsters".

La máquina de los “Bellsers argentinos”. A través del juego en línea, los voluntarios tenían que contribuir con secuencias impredecibles de ceros y unos (bits), a través de un videojuego online. (Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad de Buenos Aires / CITEDEF / Conicet)

Los bits fueron enviados a los 13 experimentos de última generación en Brisbane, Shanghai, Viena, Roma, Munich, Zurich, Niza, Barcelona, Buenos Aires, Concepción-Chile y Boulder-Colorado, donde se utilizaron para fijar ángulos de polarizadores y otros elementos de laboratorio con el fin de determinar cómo se medían las partículas entrelazadas. En total, los participantes voluntarios aportaron más de 90 millones de bits. Los resultados obtenidos estaban en desacuerdo con la visión de Einstein sobre el realismo local. 

Desde la Argentina, participaron científicos que pertenecen a los departamentos de computación y física de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires, del Conicet y del Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa (CITEDEF), que depende del Ministerio de Defensa. Contaron con financiamiento del Conicet y la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, dependiente del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva.

Consultado por Infobae, Mitchell contó que todos aprendieron con la iniciativa. "Aprendimos a conectar a cien mil personas a experimentos de la física, testeamos el realismo local en 13 escenarios diferentes. Ahora sabemos que el realismo local no se aplica a fotones, átomos, nubes de átomos y circuitos superconductores". Con los datos y las técnicas usadas durante la iniciativa, se están llevando a cabo otro tipo de investigaciones en física. "Sin dudas, no hubiéramos podido hacer todo sin la ayuda desinteresada de los 100.000 voluntarios".

Los objetos del “mundo clásico” vs. los objetos de la física cuántica: con los datos y las técnicas usadas durante la iniciativa, se están llevando a cabo otro tipo de investigaciones en física (Getty)

Mitchell sostuvo que lo más sorprendente "es que la discusión entre Einstein y Niels Bohr -uno de los pioneros en mecánica cuántica-, después de más de 90 años de esfuerzo para intentar testearlo de la manera más rigurosa y experimentalmente posible, aún conserva un elemento humano y filosófico.

Sabemos que el bosón de Higgs y las ondas gravitacionales existen gracias a máquinas asombrosas, sistemas físicos construidos para probar las leyes de la física.

Pero el realismo local es una pregunta que no podemos responder completamente con una máquina. Parece que nosotros mismos debemos ser parte del experimento, para mantener el Universo honesto".

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