Selecciona Edició
Entra a EL PAÍS

La impredictibilitat humana ajuda a tombar una teoria d’Einstein

Més de 72.000 internautes de tot el món fan possibles experiments de física quàntica jugant a un videojoc

Acte al CosmoCaixa per explicar The Big Bell Test.
Acte al CosmoCaixa per explicar The Big Bell Test.

Un cub d’uns 60 centímetres ple d’aigua. El presentador hi aboca un reactiu de colors. La interacció de cada una de les partícules d’aquesta substància amb l’aigua comença a crear formes. Una llum ambient tènue ressalta la seva bellesa mentre van creixent sense cap evolució lògica aparent. Einstein, pare de la física moderna, negaria aquesta impredictibilitat. Segons les seves teories, controlant tots els indicadors físics de la caixa —com la densitat de l'aigua, la velocitat de cada partícula o la temperatura— tot el que hi passa a dins es pot predir. La mecànica quàntica no comparteix aquesta teoria. Introdueix el factor d'incertesa a les mesures i considera que pot haver-hi agents externs al cub que, des de fins i tot quilòmetres i quilòmetres de distància, poden ser capaços d'influir en el que passa al seu interior.

És la primera vegada que el test de Bell es nodreix de l'aleatorietat de les persones

Som a l'auditori del CosmoCaixa de Barcelona. Avui es marcarà un abans i un després en la història de la física quàntica. L'Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) de Barcelona ha convocat els internautes de tot al món a escriure zeros i uns aleatoris en un videojoc estrenat per l'ocasió per fer possibles diversos experiments que es duen a terme a dotze laboratoris d'arreu del món. El públic està format per estudiants de batxillerat. El presentador els convida a posar-se drets i jugar a pedra, paper, tisora. Al cap d'una estona, dels 300 assistents en queden dos: els més impredictibles, segons expliquen els investigadors.

El joc de The Big Bell Test valora la capacitat dels jugadors d'emetre seqüències de bits —formades per zeros i uns— de la manera més aleatòria possible. És a dir, han de posar difícil a la màquina fer la predicció de quin serà el pròxim moviment. L'ICFO necessitava 30.000 voluntaris i a les quatre de la tarda el nombre de participants era de 72.375 i s'havien generat més de 56 milions de bits. Mentre van jugant van marcant els paràmetres dels experiments: cada bit és determinant i decideix quina mesura s'ha de prendre de cada partícula elemental. És la primera vegada que el test de Bell, que l'any 1982 va demostrar que la teoria del realisme local d'Einstein era insuficient, es fa nodrint-se de l'aleatorietat de les persones.

Un símil entenedor

El test de Bell intenta sorprendre les preguntes elementals amb una pregunta sorpresa. Llavors, mira si les respostes de dues partícules elementals entrellaçades s'assemblen o no. Perquè sigui fiable, s'ha d'assegurar que no hi hagi comunicació entre els dos membres de la parella.

L'ideòleg del projecte i professor de l'ICFO, Morgan Mitchell sap trobar un símil fàcil d'entendre: Dos alumnes arriben tard a classe i diuen que han punxat una roda. Per saber si és veritat i que cap dels dos influeix l'altre en la resposta el professor els col·loca un a cada punta de la classe. Llavors, els dóna un full amb diverses preguntes, com la posició de la roda punxada o la marca del vehicle.

L'estudiant de doctorat de l'ICFO Carlos Abellán explica que l'experiència "servirà per reforçar els tests de Bell que s'han fet anteriorment amb un component únic: les persones". L'any 2015 es va fer servir un aparell que generava números aleatoris basant-se en el soroll. Però ara cal assegurar-se que els instruments del laboratori no influeixen en el resultat i és per això que els que prenen les decisions són agents aliens a les proves de laboratori.

A l'auditori, on investigadors de l'ICFO expliquen el projecte davant de 300 estudiants, fem la volta al món via Skype. Ara som a Niça, a França, al Laboratori de Física de la Matèria Condensada. A través d'un cristall específic per a aquest objectiu, els investigadors enllacen parelles de fotons. Llavors, mesuren la polarització de cadascuna d'aquestes partícules mínimes de matèria lluminosa. Aquest indicador es pot obtenir en un eix vertical o en un de diagonal. Al laboratori estan rebent 2.000 bits dels participants de The Big Bell Test cada segon. Aquests 0 o 1 van decidint per a cada fotó si la polarització es mira des d'un eix o des d'un altre. En funció de la suma de resultats d'un nombre significatiu de parelles, el test de Bell va determinant si els fotons estan connectats o no.

Einstein va rebutjar que les partícules estiguessin connectades amb el que va anomenar "acció fantasmal a distància". El test de Bell demostra que aquesta espècie de comunicació existeix, amb una fórmula que va sumant correlacions entre parelles de partícules. Si el resultat és més gran que dos, la teoria del realisme local d'Einstein queda refutada. Els primers resultats de Niça donen un valor de 2,45, segons expliquen els responsables del laboratori al seu Twitter.

Mentrestant, al laboratori de la Xina els fotons viatgen per una distància de 100 metres, a Xile l'experiment se centra en la criptografia quàntica i a Castelldefels, on hi ha la seu de l'ICFO, els fotons s'entrellacen amb un núvol d'àtoms. Tots ells van rebent una gran quantitat de bits per segon. Les ciutats que més han jugat al videojoc són, en aquest ordre, Barcelona, Madrid i Milà.

Jugadors de The Big Bell Test.
Jugadors de The Big Bell Test.

Einstein no acceptava l'atzar en la física. El test de Bell ha tornat a refutar la teoria del realisme local. Ha conclòs en diverses ocasions i aquest dimecres amb unes decisions preses de manera independent per internautes de tot el món que hi ha una correlació entre partícules elementals entrellaçades. No obstant això, la física quàntica no és capaç encara avui dia d'explicar el perquè d'aquest fenomen. De moment, però, ens deixa clar que la realitat que ens envolta no és tan senzilla com ens pensàvem.

The Big Bell test continua en marxa fins a les 23.55 de l'hora de Colorado, als Estats Units.

MÉS INFORMACIÓ