El teórico cuántico austriaco Erwin Schrödinger utilizó por primera vez el término "entrelazamiento, "en 1935, para describir el fenómeno alucinante en el que las acciones de dos partículas distantes están ligadas entre sí. El enredo era el tipo de cosa que podía mantener despierto a Schrödinger por la noche; como su amigo Albert Einstein, pensó que ponía en duda la mecánica cuántica como una descripción viable del mundo. ¿Cómo podría ser real?

Y todavía, sigue acumulándose evidencia de que existe un enredo. Hace dos años, el profesor del MIT David Kaiser y un equipo internacional utilizaron láseres, detectores de fotón único, relojes atómicos, y enormes telescopios que recogen luz liberada por cuásares distantes hace 8.000 millones de años para perfeccionar aún más las pruebas de entrelazamiento cuántico. Así, los investigadores descartaron efectivamente una posible objeción, que la apariencia de entrelazamiento podría derivar de alguna correlación entre la selección de mediciones a realizar y el comportamiento de las partículas que se están probando.

Sí, el enredo desafía nuestra intuición, pero al menos los científicos pueden seguir aprendiendo sobre ello, Notas de Kaiser.

"Schrödinger solo podía quedarse despierto toda la noche, "dice Kaiser, lo que significa que los teóricos de la década de 1930 solo tenían "lápiz y papel y cálculos muy rigurosos y analogías convincentes" para guiarlos, pero poca evidencia física. Hoy dia, por el contrario, "Tenemos instrumentos para estudiar estas cuestiones de formas que ni siquiera eran posibles de forma experimental o empírica hasta hace poco".

Ahora Kaiser, profesor de física en el MIT y profesor de Germeshausen de Historia de la Ciencia en el Programa de Ciencias del MIT, Tecnología, y sociedad, ha escrito una nueva historia del tema, "Legados cuánticos:despachos de un mundo incierto, "publicado este mes por la University of Chicago Press. Moviéndose entre viñetas de físicos clave, investigación original sobre el crecimiento del campo, y relatos de su propio trabajo en cosmología, Kaiser enfatiza los grandes cambios en el campo a lo largo del tiempo.

"Ha habido cambios realmente dramáticos en la suerte de la disciplina, "dice Kaiser, quien dice que su objetivo era presentar a los lectores "un tipo diferente de historia, con diferentes líneas de paso, durante un siglo muy turbulento ".

El boom de la física y el crash

En efecto, muchas historias de la física cuántica han sido de forma telescópica, centrándose en las estrellas más conocidas del campo:los teóricos cuánticos fundamentales Niels Bohr, Paul Dirac, Werner Heisenberg, y Schrödinger, con Einstein usualmente presentado como un famoso escéptico cuántico. Antes de que la comunidad de la física se viera sacudida por la guerra mundial, Estos científicos desarrollaron la mecánica cuántica e identificaron sus características más desconcertantes, incluido el entrelazamiento y el principio de incertidumbre (el compromiso en la precisión al medir cosas como la posición y el momento de una partícula).

Todavía nos cuesta interpretar estos conceptos, pero mucho más ha cambiado. En particular, Kaiser enfatiza, la física fue testigo de un cuarto de siglo de crecimiento sin precedentes a partir de la década de 1940, especialmente cuando los estudiantes regresaron a las universidades estadounidenses después de la Segunda Guerra Mundial.

"Capacitamos en física a más personas en ese cuarto de siglo después de la guerra de las que se habían capacitado anteriormente, acumulativamente, desde los albores de los tiempos, "Kaiser dice de esta fase de crecimiento.

Mientras tanto, Los colisionadores de partículas masivas cambiaron los métodos de la física y proporcionaron nuevos conocimientos sobre las estructuras subatómicas. Enormes equipos colaboraron en experimentos, estrictamente decidido a pulir los avances empíricos. Más personas que nunca se estaban convirtiendo en físicos, pero aparentemente menos que nunca reflexionaron sobre los problemas "filosóficos" planteados por la física cuántica, que pasó de moda.

"Fue más que un péndulo, "Dice Kaiser." La física vio estos cambios bastante dramáticos en lo que incluso contaba como una pregunta real ".

Kaiser documenta cuidadosamente este cambio a través de lecturas detalladas de libros de texto de física, mostrando cómo un ethos de cálculo pragmático se volvió dominante. Autores de libros de texto, él añade, están "siempre haciendo una variedad de juicios de valor:¿Cuál es un tema apropiado? ¿Qué es un método apropiado? ¿Sobre qué deberíamos estar haciendo preguntas? ¿Qué es 'meramente' filosófico? "

Y luego estalló la burbuja de la física:financiación, números de matrícula, y los trabajos en el campo cayeron precipitadamente a principios de la década de 1970, debido a una economía en desaceleración y una disminución de la financiación federal.

"Esos números cayeron en prácticamente todos los campos de estudio de la academia, pero ninguno cayó más rápido que la física, "Dice Kaiser.

El Tao de los grandes colisionadores

Quizás sorprendentemente, que la crisis del mercado laboral de la década de 1970 ayudó a reavivar el interés en las curiosidades cuánticas de la década de 1930. Como Kaiser detalló en su libro de 2011 "Cómo los hippies salvaron la física", que surgió de este proyecto de libro, algunos avances clave hacia la comprensión del entrelazamiento provienen de físicos entonces marginales que, carecer de oportunidades de investigación por la vía rápida, tenía relativa libertad para explorar temas desatendidos.

Este pensamiento poco convencional pronto también comenzó a influir en la enseñanza, Kaiser señala en "Quantum Legacies". El bestseller de época de Fritjof Capra "El Tao de la física, "vinculando la religión oriental y los misterios cuánticos, se conoce hoy como un elemento básico de la Nueva Era, pero aterrizó en los programas académicos en la década de 1970, gracias a los profesores de física ansiosos por atraer a los estudiantes a sus aulas.

Desde la década de 1970, La física cuántica ha visto pasar varias mini eras. El gasto en defensa estimuló una recuperación de la física en la década de 1980, pero cuando el Congreso de los EE. UU. eliminó el proyecto Superconductor Supercollider en 1993, Los físicos de algunas ramas de la disciplina no pudieron generar muchos resultados experimentales nuevos, hasta que el Gran Colisionador de Hadrones entró en funcionamiento en 2008. Varias generaciones académicas recientes han experimentado la física como una disciplina turbulenta. con sus fortunas atadas a la política lejana.

"A veces, la gente queda fuera de sincronía entraron en física durante los tiempos de auge y, por causas ajenas a ellos, las oportunidades se desvanecieron antes de que obtuvieran sus títulos, "Dice Kaiser." Y hemos visto que eso sucedió dos veces en este país en el último medio siglo ".

Entonces, mientras que Schrödinger podría progresar con lápiz y papel, las condiciones materiales de la física importan inmensamente en lo que respecta al progreso contemporáneo en la disciplina.

"Las ideas importan mucho, ", Dice Kaiser." Pero las ideas están incrustadas en un mundo cambiante ".

"Quantum Legacies" ha recibido elogios de los estudiosos; El físico ganador del Nobel Kip Thorne de Caltech elogia el "notable conjunto de viñetas del libro sobre los principales desarrollos en física y cosmología del siglo pasado, "que" integran maravillosamente la ciencia con la historia de la humanidad ". La galardonada novelista Nell Freudenberger destaca el" talento de Kaiser para descubrir conexiones entre ideas de otro mundo y los mundos sociales y políticos en los que toman forma, " cuales, Ella continúa, lo convierte en "una guía simplemente fascinante de los misterios del universo".

Por su parte, Kaiser espera que los lectores reflexionen sobre la "duplicidad" de los científicos:esperan encontrar respuestas eternas, a pesar de estar limitado por las herramientas y los supuestos de su época. Y mientras "Quantum Legacies" explora las vidas de algunos físicos individuales, como Dirac, Kaiser también espera que los lectores aprecien hasta qué punto la física cuántica ha sido una empresa colaborativa.

"En la ciencia hay una tradición de escribir sobre el genio único, pero la mecánica cuántica desde el primer día ha requerido un elenco de conjuntos, "Kaiser dice, agregando, "Cuando estudiamos instituciones, generaciones, y cohortes, Encuentro eso más valioso que pensar en estos genios inalcanzables en la cima de la montaña, que siempre es una fábula, pero es una fábula especialmente pobre para este conjunto de desarrollos ".

Considerar, él dice, que mas de 15, 000 físicos publicaron artículos relacionados con el bosón de Higgs —explorando cómo las partículas subatómicas adquieren masa— durante un período de 50 años. Pero solo después de que el Gran Colisionador de Hadrones comenzó a funcionar, los científicos pudieron encontrar evidencia de ello.

"Me hace pensar en mi propio [trabajo] de una manera diferente, "Dice Kaiser." ¿Qué no he podido pensar, que se abrirá la próxima generación? Encuentro eso mucho más emocionante como una historia humana, como una historia conceptual, que centrarse en un solo genio ".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.