Si de dos partículas entrelazadas una cae en un agujero negro, ¿qué le pasa a la otra?

Contestar a la pregunta que se muestra en el titular es bastante difícil, ya que el problema que tenemos es que no disponemos actualmente de una teoría aceptada que concilie la mecánica cuántica con la teoría de la gravitación. Por un lado, sabemos cómo se comportan los objetos clásicos cuando están sometidos a grandes masas, como es el caso del agujero negro. Por ejemplo, nuestra galaxia, la Vía Láctea, órbita alrededor de algo que presuponemos que es un agujero negro; y aunque no lo vemos, sí sabemos qué les pasa a los objetos cercanos a él.

Por otro lado, conocemos lo que le ocurre a un átomo cuando lo miramos de cerca con nuestros ojos de mecánica cuántica. Además, dentro del mundo cuántico las partículas pueden estar entrelazadas muy a pesar de Albert Einstein, que no creía en esta propiedad tan singular. El entrelazamiento es tan extraño para nuestras mentes clásicas que si tengo dos partículas entrelazadas y en una de ellas mido una característica (por ejemplo, su momento angular), automáticamente, aunque la otra esté en la otra punta del universo, sé hacia dónde va a ir (es decir qué momento angular tendrá) porque eso es el entrelazamiento. El entrelazamiento supone que, si tenemos una partícula con una característica y está entrelazada con otra, esa otra automáticamente adquiere un valor determinado de esta propiedad dictada por la primera. Podríamos decir que las dos partículas se hablan entre sí, aunque no estuvieran localmente en el mismo sitio.

Para saber esto tenemos que hacer experimentos en los que medimos una característica de la primera de las dos partículas, y después necesitamos medir esa misma característica en la partícula número dos y corroboramos que su estado es el que esperábamos porque están entrelazadas. Para hacer este experimento tiene que haber un canal en el que nosotros comprobemos que las dos partículas están entrelazadas. Y ese canal es clásico.

Te voy a poner un ejemplo: imagínate que tienes la partícula Alice y la partícula Bob. Alice se va a Madrid y Bob a Barcelona. E imagínate que lo que medimos es el color: si Alice mide azul, Bob mide verde y si Alice mide verde, automáticamente Bob mide azul porque están entrelazadas. Pero eso solo lo sabemos cuando tras medir a Alice, también le preguntamos a Bob y comprobamos que siempre que Alice mide verde, Bob mide azul. Para esta comprobación, hemos necesitado un canal de comunicación clásico. Típicamente, este canal clásico se supone que es aquel en el que el espacio-tiempo sigue una métrica Euclídea, o en palabras simples, al que estamos acostumbrados nosotros. Pero en un agujero negro el espacio-tiempo se deforma debido a la masa tan grande que este posee y necesitamos acudir a la relatividad general formulada por Albert Einstein.

Y ahora, vamos con la respuesta a la pregunta. Lo que ocurre en un agujero negro con la información que viaja a través de él se desconoce, incluso se piensa que en gran medida la información se destruye (aunque parcialmente escapa y se conoce como radiación de Hawking). Por tanto, esto significaría que no seríamos capaces de saber los dos colores de Alice y Bob. Así que lo que ocurre a una partícula entrelazada con otra que cayera en un agujero negro sería nada. Creo que no seríamos capaces de saber si están entrelazadas o no dentro de ese agujero negro, ya que necesitamos un canal por el que viaje la información y en un agujero negro la información no fluye, por lo que no seríamos capaces de comunicarnos con ellas.

Rosa López Gonzalo es catedrática e investigadora del Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos (IFISC) de la Universidad de las Islas Baleares, su campo de investigación es el transporte cuántico.

Pregunta enviada vía email por Hector Díaz Prato.

Coordinación y redacción: Victoria Toro.

Nosotras respondemos es un consultorio científico semanal, patrocinado por el programa L’Oréal-Unesco ‘For Women in Science’, que contesta a las dudas de los lectores sobre ciencia y tecnología. Son científicas y tecnólogas, socias de AMIT (Asociación de Mujeres Investigadoras y Tecnólogas), las que responden a esas dudas. Envía tus preguntas a nosotrasrespondemos@gmail.com o por X #nosotrasrespondemos.

Puedes seguir a MATERIA en Facebook, X e Instagram, o apuntarte aquí para recibir nuestra newsletter semanal.