Fotones, entrelazamiento cuántico, y rotar en ambos sentidos al mismo tiempo

Falso color de un haz de láser que presenta una superposición de 100 de mano derecha y la mano izquierda 100 quanta de momento angular orbital, resultando en 100 100 = 200 puntos brillantes en el anillo interior. (Copyright: Robert Fickler / Universidad de Viena)

Uno de los fenómenos más fascinantes de la física cuántica es el entrelazamiento cuántico. Los cuantos entrelazados de luz se comportan como si fueran capaces de influenciarse unos a otros, aún estando separados espacialmente. Esto no significa que se influyan mutuamente entre dos puntos del espacio a través de un "agujero de gusano", pero sí es un fenómeno enigmático y complejo.

La cuestión de si el entrelazamiento cuántico se limita o no a objetos pequeñísimos surgió ya en los primeros días de la física cuántica. Ahora, un equipo de especialistas del Centro de Ciencia y Tecnología Cuántica de Viena, ubicado en la Universidad de Viena, Austria, y el Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica en la Academia Austriaca de Ciencias, ha dado el primer paso para comprobar el entrelazamiento cuántico con fotones en rotación.

Rayos de luz láser sin intensidad en el medio. (Foto: Robert Fickler, University of Vienna)

Para ilustrar el concepto, una patinadora artística sobre hielo que estuviera dotada de las necesarias propiedades de la mecánica cuántica, tendría la extraña habilidad de dar vueltas simultáneamente a la derecha y a la izquierda. Además, la dirección de sus rotaciones podría estar correlacionada con las vueltas que realizase un patinador "entrelazado" con ella, aunque ambas personas estuvieran girando en pistas de patinaje sobre hielo situadas en continentes diferentes. Cuanto más rápido girasen ambas personas, mayor sería el número cuántico de su sentido de rotación, el llamado momento angular.

Desde hace unos 20 años se sabe que, al menos en teoría, no hay límite superior para el momento angular de los fotones. Sin embargo, los experimentos anteriores estuvieron limitados a momentos angulares muy débiles y números cuánticos pequeños, debido a restricciones físicas.

En cambio, en el experimento ideado por el equipo de Robert Fickler, es posible en teoría crear entrelazamiento, independientemente de la fuerza del momento angular o la magnitud de su número cuántico. Si esto se pudiera llevar a la práctica, sería viable lograr el entrelazamiento cuántico de objetos macroscópicos, y convertir en realidad el ejemplo de la pareja de patinaje artístico con entrelazamiento cuántico cuyos miembros simultáneamente giran a la derecha y a la izquierda.

Sin embargo, muchos obstáculos deberán ser superados antes de poder realizar semejante experimento con objetos macroscópicos.

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Fuentes : http://medienportal.univie.ac.at/presse/aktuelle-pressemeldungen/detailansicht/artikel/world-record-for-the-entanglement-of-twisted-light-quanta/