Una colaboración entre físicos y matemáticos parece haber logrado un paso significativo para unificar la relatividad general y la mecánica cuántica, explicando cómo el espacio-tiempo es una propiedad emergente, es decir, nace, del entrelazamiento cuántico para así crear toda una nueva teoría. El articulo anunciando este descubrimiento, por Hirosi Ooguri, de la Universidad de Tokio, junto con la matemática Matilde Marcolli, de CalTech, y sus estudiantes graduados Jennifer Lin y Bogdan Stoica, publicarán en las Physicial Review Letters “por ser de un potencial interés en los resultados presentados y en el éxito del artículo en comunicar el mensaje, en particular a lectores de otros campos”.
Los físicos y matemáticos han pensado por mucho tiempo en una Teoría de Todo (ToE – Theory of Everything), que pueda unificar la teoría general de la relatividad y la mecánica cuántica. La relatividad general explica la gravedad y los fenómenos de gran escala como la dinámica de las estrellas y galaxias en el Universo, mientras que la mecánica cuántica explica los fenómenos microscópicos a partir de las escalas subatómicas y moleculares.
Por otra parte, tenemos el principio holográfico, el cual parece ser parte esencial de una posible ToE. Éste reza así: “la gravedad en un volumen 3D puede ser descrito por la mecánica cuántica como una superficie bidimensional”. Sin embargo, entender este mecanismo precisamente parece haber eludido a los investigadores por demasiados años.
Ahora Ooguri y sus colaboradores han hallado que el entrelazamiento cuántico es la llave para resolver esta cuestión. Usando la teoría cuántica, que no incluye la gravedad, mostraron cómo calcular la densidad de la energía, la cual es una fuente de las interacciones gravitacionales en 3 dimensiones, usando los datos del entrelazamiento cuántico en la superficie. Esto es análogo a diagnosticar las condiciones dentro del cuerpo usando imágenes de rayos X en dos hojas de dos dimensiones. Esto pues, permite interpretar las propiedades universales del entrelazamiento cuántico como condiciones de la densidad de energía que podría satisfacerse por una teoría cuántica consistente de la gravedad, sin explícitamente incluir la gravedad en la teoría. La importancia del entrelazamiento cuántico se había ya sugerido antes, pero su rol preciso en la creación del espacio-tiempo no estuvo claro hasta que esos investigadores dieron con esta idea.
El entrelazamiento cuántico es un fenómeno en donde los estados cuánticos tales como el spin o la polarización de las partículas, en diferentes posiciones, puede ser descrito independientemente. Midiendo una partícula (y por ende, interactuando con ella), esta debe actuar en la otra, algo que el propio Einstein llamaba una “escalofriante acción a distancia”. El trabajo de Ooguri et al muestra que este entrelazamiento cuántico genera una dimensión extra en la teoría gravitacional.
Habrá que ver cómo la comunidad científica toma este artículo y si realmente éste abre una nueva puerta para poder finalmente iniciar una teoría acerca del todo.
Referencias: