Einstein no tenia raó: Déu sí que pot jugar als daus

BarcelonaQuè tenen en comú el joc de pedra, paper, tisora, i la física quàntica? En tots dos, la impredictibilitat i l’aleatoritat són claus. En el popular joc, s’ha de ser imprevisible per guanyar el contrari. En física quàntica, aquesta mateixa impredictibilitat -la incapacitat per predir-ho tot- es contraposa a la física clàssica, que no deixa espai per a l’atzar.

Amb aquest paral·lelisme entre joc infantil i física començava ahir la jornada convocada per l’Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) al CosmoCaixa, on prop de 300 estudiants adolescents equipats amb mòbils van participar en un experiment històric per desmentir un Einstein que no creia en la imprevisibilitat i va desenvolupar la teoria del realisme local. Precisament, “Déu no juga als daus” és una de les frases més conegudes del geni. “Els professors ens han dit que és un experiment històric, i si podem ajudar la ciència doncs està molt bé”, afirmava Adrià Sánchez, alumne de l’Institut Anna Gironella de Mundet, a Barcelona. A la seva classe han aprofitat l’ocasió per treballar la física quàntica. “Activitats com aquesta ens ajuden a fer entendre conceptes complicats i a motivar”, expliquen Isabel Duran i Josep Banús, professors del centre.

En el món quàntic, el realisme local implica conceptes com la superposició -una cosa pot estar en dos estats, com el gat de Schrodinger, que està viu i mort al mateix temps fins que l’observador en modifica l’estat amb la seva mirada-, el no determinisme, la incertesa de Heisenberg i partícules entrellaçades a distància -fins i tot a quilòmetres-, de tal manera que el que es faci a una repercuteix en l’altra. “Estem acostumats que totes les interaccions siguin locals, i això viola la localitat de la física clàssica”, explicava als joves Carles Abellán, un dels científics organitzadors del gran experiment en què han participat 12 laboratoris de tot el món.

Bits imprevisibles

La proposta dels científics als milers de jugadors de tot el món que es van inscriure per participar en l’experiment -en necessitaven 30.000 i ahir al migdia ja havien superat els 70.000- consistia a aplicar el test de Bell, ideat per aquest científic als anys 60 per posar a prova l’existència del realisme local. Aquest test planteja que cal formular preguntes impredictibles a dues partícules entrellaçades per comprovar si totes dues responen de la mateixa manera i, per tant, estan realment entrellaçades.

Ahir aquestes preguntes es generaven jugant en una aplicació de mòbil creada per a l’ocasió, pitjant 0 i 1 frenèticament i a l’atzar per avançar en un videojoc. Els bits generats pels participants es distribuïen als 12 experiments repartits pel món, tots amb diferents partícules elementals en condicions experimentals també diferents.

Per exemple, des del CosmoCaixa es va connectar en directe amb laboratoris de la Xina, França i amb l’ICFO de Castelldefels, on els científics anaven rebent els bits que generaven els participants i que interactuaven amb partícules entrellaçades i distants, però també sota diferents variables afegides a cada laboratori. L’experiment consistia a observar com l’impacte d’un bit determinat sobre una partícula tenia un efecte idèntic a la partícula entrellaçada, malgrat l’atzar i les moltes altres variables.

Experiments anteriors ja han demostrat que, efectivament, el que Einstein no va acceptar és possible. Investigadors de l’ICFO van desenvolupar un “dau quàntic” per a un experiment que es va dur a terme amb la Universitat de Delft, a Holanda. Van comprovar l’entrellaçament de dos electrons dins de dos diamants situats en dos edificis separats per 1,3 quilòmetres. Era impossible que els electrons “acordessin” les variables imprevisibles.