Superposición y entrelazamiento: conceptos básicos de física cuántica

La física cuántica es una rama de la ciencia que se encarga del estudio de las partículas subatómicas y sus interacciones. A diferencia de la física clásica, en la que las partículas se describen como objetos con propiedades bien definidas, en la física c,uántica las partículas se comportan de manera extraña, a veces como ondas y otras como partículas. En este artículo explicaremos dos conceptos fundamentales de la física cuántica: superposición y entrelazamiento.

Superposición

La superposición es un concepto fundamental de la física cuántica que nos dice que una partícula puede estar en dos estados diferentes al mismo tiempo. Por ejemplo, un electrón puede tener simultáneamente dos valores diferentes de espín (la propiedad intrínseca del electrón relacionada con su momento angular). La idea es que la partícula está «superpuesta» en ambos estados hasta que se realiza una medición para determinar su estado real.

Esta idea puede resultar extraña para quienes están acostumbrados a la física clásica, donde los objetos tienen siempre un estado bien definido. Sin embargo, en el mundo cuántico las cosas son diferentes. Las partículas pueden existir en múltiples estados simultáneamente debido a algo llamado principio de incertidumbre, según el cual no podemos conocer con precisión tanto la posición como el momento de una partícula al mismo tiempo.

Un ejemplo común utilizado para ilustrar el concepto de superposición es el experimento del gato de Schrödinger. En este experimento, un gato se coloca en una caja junto con un frasco, de veneno y un dispositivo que puede liberar el veneno si detecta la descomposición de un átomo radiactivo. Según la mecánica cuántica, mientras no se abra la caja para observar el estado del gato, éste está en una superposición donde está vivo y muerto simultáneamente.

Entrelazamiento

El entrelazamiento es otro concepto fundamental de la física cuántica que se refiere a la correlación instantánea entre dos o más partículas, independientemente de su separación física. Es decir, si dos partículas están entrelazadas, cualquier medida realizada sobre una afectará inmediatamente al estado de la otra, incluso si están separadas por distancias enormes.

Este fenómeno ha sido demostrado experimentalmente en numerosas ocasiones y sigue siendo objeto de estudio e investigación por parte de los científicos. Una aplicación potencialmente revolucionaria del entrelazamiento es en la criptografía cuántica, donde se utiliza para garantizar la seguridad en las comunicaciones.

Superposición y entrelazamiento juntos

La combinación de los conceptos de superposición y entrelazamiento lleva a algunas características verdaderamente sorprendentes del mundo cuántico. Por ejemplo, si dos partículas están entrelazadas y se ponen en superposición al mismo tiempo, entonces cualquier med,ición realizada sobre una afectará no solo a esa partícula, sino también a la otra. En otras palabras, las partículas están «entrelazadas en superposición».

Este fenómeno se ha demostrado en experimentos de física cuántica y es una de las características más fascinantes del mundo subatómico.

Conclusión

En resumen, la física cuántica es una rama de la ciencia que estudia las partículas subatómicas y sus interacciones. Dos conceptos fundamentales de esta disciplina son la superposición y el entrelazamiento. La superposición se refiere a la capacidad de una partícula para estar en dos estados diferentes al mismo tiempo, mientras que el entrelazamiento se refiere a la correlación instantánea entre dos o más partículas independientemente de su separación física.

Aunque estos conceptos pueden parecer extraños e incluso contradictorios con nuestra noción clásica del mundo, han sido demostrados experimentalmente y son fundamentales para entender el comportamiento del mundo cuántico.