¿Entiendes cómo las partículas enredadas interactúan entre sí?

Permítanme desmitificar un poco el enredo con un contraejemplo clásico. Tenga dos partículas de momentos y energías conocidos que colisionen y reboten elásticamente; no conoce sus momentos y energías individuales después de la colisión hasta que mida el momento y / o la energía de uno de ellos al menos. Sin embargo, cuando hace eso, puede determinar matemáticamente estas propiedades para la otra partícula suponiendo que sus leyes de conservación apropiadas sean válidas. Cuando mide estas propiedades para esa partícula, deben coincidir con sus cálculos, incluso cuando la primera partícula está lo suficientemente lejos como para “interactuar” directamente con la segunda. Esto sería un “enredo” clásico, sin embargo, no lo llamamos así, ni lo encontramos sorprendente en absoluto.

Es muy similar en el mundo cuántico, excepto que hay más propiedades físicas disponibles en forma de números cuánticos conservados (como espín, etc.).

Aunque muchos científicos pueden vivir felices con esta explicación (puede reconocerlos con el ejemplo del “guante izquierdo y derecho”), en opinión del autor, esto no es tan trivial como podría parecer a primera vista. La mecánica cuántica es una teoría confirmada en su mayoría para una gama bastante amplia de situaciones, sin embargo, no entendemos el mecanismo exacto detrás de esto, ni qué espacio-tiempo y las leyes de la física (incluidas las cuánticas) basadas en ese espacio-tiempo supuesto realmente representan. Nuestra ignorancia del espacio-tiempo es la causa principal de las reglas mecánicas cuánticas “extrañas”.

Los ejemplos más simples de entrelazamiento cuántico con los que estoy familiarizado son los estados excitados primero y segundo del átomo de helio: ortohelio versus parahelio. El par de electrones en el primero se encuentra en tres posibles estados de triplete de espín.

arriba (1) arriba (2), arriba (1) abajo (2) + abajo (1) arriba (2), abajo (1) abajo (2),

y el par de electrones en el último yacen en el estado de singlete giratorio

arriba (1) abajo (2) – abajo (1) arriba (2).

Los dos electrones, 1 y 2, interactúan a través del intercambio de espín (J) que hace cumplir la regla de Hund: cuando sea posible, comience a llenar estados de electrones con el mismo espín. Resulta en una energía más baja para el ortohelio (triplete) frente al parahelium (singlete).

Todas las funciones de onda enumeradas anteriormente para ortohelio y parahelio muestran enredo cuántico. Considere, por ejemplo, el estado singlete de giro (parahelio), y suponga que mide el giro de ambos electrones 1 y 2. Luego, los dos momentos magnéticos intrínsecos deben (i) ser iguales y opuestos a lo largo de (ii) cualquier dirección. La última propiedad es la parte cuántica del enredo, que se debe a la isotropía del estado singlete: permanece invariable bajo una rotación arbitraria.