En la Investigación y Ciencia de este mes de mayo de 2019 se incluye una entrevista con el físico holandés Gerard 't Hooft, premio Nobel de física en 1999 por sus trabajos de los años 70 sobre el modelo estándar de partículas elementales. En los últimos años ´t Hooft, nacido en 1946, parece haber cambiado de campo, adentrándose en las siempre procelosas aguas de eso que se ha dado en llamar "fundamentos de la física cuántica". Así, el premio Nobel holandés le confiesa sus preocupaciones al entrevistador:

"En los experimentos medimos algo y obtenemos un resultado, pero no sabemos cómo se produce. Por ejemplo, podemos dirigir un electrón hacia una doble rendija y medir por cuál de ellas pasa, pero no sabemos por qué sucede así. En el siguiente intento, puede que otro electrón pase por la segunda rendija. ¿Qué le ocurre realmente a la partícula para que obtengamos un resultado u otro?

El problema básico radica en que no podemos predecir con total exactitud el resultado de un experimento. La mecánica cuántica solo nos permite calcular la probabilidad de un resultado. Si repetimos un experimento cien veces, podemos estimar la frecuencia con que obtendremos un determinado valor. Dicho de otra forma: podemos hacer predicciones estadísticas. Pero esto para mí no es suficiente, quiero saber qué es lo que realmente está pasando."

¡Bien por tí, Gerard! ¡La estadística es de cobardes! Así que, llevado por el irresistible afán por alcanzar una comprensión más profunda, el premio Nobel 't Hooft ha desarrollado una teoría según la cual el universo sería un autómata celular. Los autómatas celulares son modelos sencillos en los cuales un sistema físico se dividiría en una serie de celdas que pueden tomar distintos valores (digamos 0 y 1 en el caso más sencillo) y evolucionan siguiendo unas reglas fijas más o menos sencillas, según el valor que tengan en un determinado momento cada celda y sus celdas vecinas. Así, el juego consistiría en encontrar las reglas que hacen que un autómata celular evolucione como lo hacen los sistemas cuánticos en los experimentos. 

Naturalmente, este modelo, como bien le hace notar el entrevistador, parece chocar completamente con lo que hemos aprendido gracias a los experimentos basados en las desigualdades de Bell. Estos experimentos han descartado completamente las teorías en las que las propiedades físicas están completamente determinadas (es decir, no determinadas por una odiosa estadística) independientemente de que se haya realizado una medición (en la física cuántica las propiedades sólo están determinadas después de la medición)... salvo que en la teoría haya algo que transmita información más rápido que la luz. Como sabemos que la imposibilidad de transmitir información más rápido que la velocidad de la luz es un principio físico muy sólido (¿se acuerdan de aquel experimento de los neutrinos?), esto sugiere que cualquier teoría "razonable" en la que las propiedades de las partículas estén completamente definidas está descartada por los experimentos. Admitir que en una teoría la información viaja más rápido que la velocidad de la luz, inmediatamente te enfrenta a problemas como la posibilidad de viajar al pasado, y ya vimos lo complicado que es eso, que ni siquiera los Vengadores pueden hacerlo bien. Sin embargo, cuando se le comentan estos problemas a Gerard 't Hooft, él ni se inmuta. Ha encontrado un agujero en las desigualdades de Bell, nos dice:

"Pero, además, el teorema supone que existen observadores con libre albedrío, que pueden decidir libremente si miden, por ejemplo, la posición o la velocidad de una partícula. Pero si el universo es un autómata celular, el propio observador es parte de él. La elección que tome estará, de hecho, predeterminada por el autómata. Por esa razón, el teorema de Bell no se aplica a mi modelo."

Hay que fijarse bien en lo que dice el premio Nobel Gerard 't Hooft: cuando creemos que un experimentador está escogiendo la medida que va a realizar, ¡en realidad no está escogiendo nada! ¡Son "las reglas del autómata celular" las que hacen la elección por él! Sin duda, una comprensión tan profunda de la realidad está solo al alcance de algunas mentes privilegiadas. El resto de los mortales, en cambio, solo podemos preguntarnos: ¿qué dicen los experimentos?. 

Pues bien, por ejemplo, en este experimento (la versión de libre acceso del arXiv está aquí) dirigido por el grupo de Viena del gran Anton Zeilinger, los experimentadores escogían lo que iban a medir según el color que observaban en estrellas muy lejanas. Lo interesante es que esa luz fue emitida hace miles de millones de años. Es decir, que negar el libre albedrío del experimentador implica que la elección del experimento estaba determinada ya hace miles de millones de años. ¿Qué quieren que les diga? Quizá al profesor 't Hooft le parezca que esto es "entender realmente lo que está pasando", pero yo creo que me quedo con la mecánica cuántica.

 Descripción del experimento extraída del artículo mencionado en el texto. Las medidas se deciden según el color de la luz emitida por cuásares lejanos.

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Carlos Sabín
Carlos Sabín

Físico teórico. Investigador "Junior Leader" en el Instituto de Física Fundamental del CSIC.

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