Suponga que tiene algún tipo de sistema de "caja negra": no sabe nada de su funcionamiento interno. El sistema tiene dos salidas, llamémoslas A y B, y ocasionalmente emite fotones, un fotón de cada salida, con el fotón A y el fotón B emitidos simultáneamente. Observas el sistema durante un rato y notas que cuando mides la polarización de los dos fotones, siempre tienen la polarización opuesta: si uno es horizontal, el otro es vertical y viceversa.
Ahora, ¿hay algún experimento que pueda hacer que le muestre si los fotones están realmente entrelazados en el sentido cuántico, o si es un proceso puramente clásico dentro de la caja lo que está causando que la polarización sea opuesta? Si es así, ¿cuál es ese experimento?
¡Se agradecería una respuesta que no suponga más que un conocimiento universitario de física!
En caso de que su caja fuera clásica, generaría una salida A polarizada verticalmente y B polarizada horizontalmente o viceversa, un polarizador de 45 grados colocado frente a ambos permitiría que ambos pasaran la mitad del tiempo y los bloquearía la mitad del tiempo. - pero las estadísticas de pasar/bloquear no estarían correlacionadas, mientras que en el caso entrelazado, si A pasa, B será bloqueado, y viceversa. Esta correlación adicional en el caso entrelazado es lo que viola el teorema de desigualdad de Bell.
Se da un buen uso del enredo en el experimento del borrador cuántico.
Veamos la siguiente configuración:
el fotón A va a un detector, mientras que el fotón B se encuentra con una pantalla con dos agujeros antes de chocar con una pantalla; un golpe en la pantalla detrás de los dos agujeros se registra solo si coincide con una detección en el detector A (de modo que conocemos el detector en B en realidad detectó el fotón entrelazado, y no fue un ruido en el sistema) En esta configuración, observaríamos un patrón de interferencia en la pantalla detrás de los dos agujeros. Hasta ahora, nada especial.
Ahora cambie un poco el experimento: agregue y placas en los orificios de la pantalla, por lo que si B pasa por un orificio, su polarización sería en el sentido de las agujas del reloj, y a través del otro orificio su polarización sería en el sentido contrario a las agujas del reloj, y un polarizador que pasa solo, digamos, luz polarizada en el sentido de las agujas del reloj. Ahora no se observaría ningún patrón de interferencia. Esto también está de acuerdo con las leyes clásicas de la óptica.
Ahora la parte "extraña" cuántica: agregue un polarizador lineal frente al detector de A en un ángulo de 45 grados con respecto al eje horizontal (o vertical). El patrón de interferencia volverá.
Esto sucede ya que la medición en la nueva base cambia el estado de los sistemas de modo que ahora está en una superposición de polarizaciones verticales y horizontales, por lo que las placas en los agujeros afectarían a B de manera diferente: producirían una superposición de sentido horario y antihorario. provenientes de ambos agujeros, y haría posible que interfirieran. Puede verlo de esta manera: siempre hay un patrón de interferencia, pero antes de insertar el polarizador frente al detector A, había dos patrones de interferencia de cancelación, por lo que no se observó ninguno, pero el polarizador de 45 grados filtró uno de estos interferencias e hizo posible ver al otro.
Algunas notas: Se supone que el par entrelazado en esta configuración está en una base de polarización con los ejes horizontal y vertical.
Además, un experimento un poco diferente (pero no mucho) está muy bien detallado en este artículo: Borrado cuántico con elección causalmente desconectada Las páginas 3 y 4 contienen una explicación agradable y más rigurosa que la que se da aquí (aunque podría ser un poco demasiado para un licenciatura, razón por la cual no lo anoté aquí).
Se puede encontrar una cobertura aún más completa del enredo aquí : es una muy buena lectura, muy recomendable.
Trimok