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1 de Febrero de 2015
Física cuántica

El teorema de Kochen-Specker llega al laboratorio

Cincuenta años después de que John Bell formulase sus célebres desigualdades, la demostración empírica de un teorema complementario restringe aún más la posibilidad de interpretar los fenómenos cuánticos en términos de variables ocultas.

El conjunto original de Kochen y Specker constaba de 117 experimentos elementales y 118 contextos. Aquí, cada experimento elemental queda representado por un nodo. Los nodos que se encuentran en una misma recta o en la circunferencia conforman un contexto. El experimento asociado al nodo rojo pertenece a 9 contextos: el representado por la circunferencia, 4 contextos indicados por segmentos negros y los 4 correspondientes a los segmentos rojos. Una relación análoga se aplica a los nodos verde y azul. [CORTESÍA DE ADÁN CABELLO]

La teoría cuántica probablemente sea la construcción científica más exitosa de todos los tiempos. No solo todas sus predicciones han sido verificadas en el laboratorio con un detalle sin precedentes, sino que posee una sencillez y una austeridad matemática increíbles. Pero, sobre todo, la física cuántica ha cambiado nuestra forma de entender el universo. Por ejemplo, ha desterrado la idea de que los resultados de los experimentos estén predeterminados.

Al contrario de lo que sugiere nuestra intuición clásica, la teoría cuántica establece que un sistema físico no posee propiedades bien definidas hasta que estas no se miden. En 1967, Simon Kochen, entonces en Cornell y ahora en la Universidad de Princeton, y el ya fallecido Ernst Specker, por entonces en el Instituto Politécnico de Zúrich, demostraron matemáticamente hasta qué punto esa intuición clásica resultaba incompatible con las predicciones de la teoría cuántica. Sin embargo, y a pesar del tiempo transcurrido, la primera verificación empírica de su teorema solo pudo llevarse a cabo hace poco. Una vez más, los resultados empíricos han confirmado las predicciones de la teoría cuántica y han puesto de manifiesto la dificultad para interpretarla en términos de variables ocultas (variables deterministas, o «clásicas»).

Contextos cuánticos
Hace ahora 50 años, John Bell demostró que ninguna teoría de variables ocultas locales podía reproducir las predicciones cuánticas relativas a estados entrelazados; es decir, estados de al menos dos partículas preparadas de antemano de cierta manera. El teorema de Kochen-Specker complementa el resultado de Bell, ya que demuestra que la imposibilidad de reproducir las predicciones cuánticas mediante variables ocultas no se circunscribe a sistemas entrelazados, sino que ocurre también en sistemas individuales y con independencia de cómo preparemos el estado cuántico.

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