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Gamificación aplicada a la física: El Big Bell Test

El test de Bell es empleado para probar una cualidad increible de la mecánica cuántica: el entrelazamiento cuántico.

La mecánica cuántica es una teoría fundamental de la física moderna cuyos resultados son bastante contraintuitivos. Normalmente, sus afirmaciones se oponen a muchos de los fenómenos que experimentamos en nuestro día a día.

Hay que pensar, sin embargo, que el cambio de escala juega un papel fundamental en la diferencia entre el mundo cuántico y nuestra realidad habitual. Sim embargo, la falta del determinismo habitual a la física en sus teorías anteriores suscitó un gran debate en torno al modelo cuántico.

Es aquí donde entra en juego la paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen (paradoja EPR en adelante), que planteaba la situación de dos investigadores, separados entre sí, que reciben una partícula cada uno, las cuales anteriormente habrían estado en contacto, provocando el fenómeno cuantico de entrelazamiento.

Esta paradoja surge cuando, basándonos en el etrelazamiento cuántico, suponemos que si un investigador mide alguna condición de la partícula que ha recibido (su posición, su velocidad…) debería instantaneamente conocer ese mismo dato sobre la otra. Sin embargo, esto contraviene la relatividad general, pues se estaría transmitiendo información a velocidades superiores a la luz.

Pero en esta discusión, el físico norirlandes John S. Bell tenía algo que decir. Desarrolló un teorema que resolvería la paradoja (que no explicaremos en este articulo para no complicarlo demasiado) y, como no, un experimento acorde para probarlo, lo que se conoce como “test de Bell”.

Imágenes del juego empleado en el Big Bell Test para generar números aleatorios.

En el test de Bell, dos experimentadores, alejados entre sí lo suficiente para los propósitos del experimento, debían observar una partícula cada uno. La cuestión radica en que cada partícula habría estado en contacto previo, formándose el denominado entrelazamiento cuántico. Bell desarrolló matematicamente una serie de pruebas que, de cumplirse el principio determinista de la relatividad general, deberían mostrar desigualdades entre ellas. De no mostrarse estas desigualdades, la victoría sería de la mecánica cuántica.

Desde que Bell propusiera esta prueba en 1964, se han realizado un sinfín de test, saliendo la mecánica cuántica victoriosa. Sin embargo, no quedaba todo dicho con esto para sus detractores. Recurrieron a ingeniosos argumentos para invalidar las evidencias presentadas.

Uno de estos argumentos es la “escapatoria de la comunicación”. Para esta jugada, se ha de tener en cuenta que cuando se pide a una máquina que de un número aleatorio, este no es realmente aleatorio. Las máquinas emplean algoritrmos para el proceso de “aleatorizar” un resultado, pero al carecer de libertad para modificar sus propios patrones de decisión, conocidos los algoritmos, estos podrían concluirse como no del todo aleatorios. Eso supone que, de alguna forma, dos maquinas que realizasen el test de Bell “aleatoriamente” dieran resultados idénticos al partir de un mismo algoritmo.

Aquí es donde la gamificación entra en juego. Una fenomenal idea que ha implicado a gente de todo el mundo ha sido la de usar humanos para generar datos aleatorios, en lugar de máquinas. De esta forma, se bloquea el “escape de comunicación” y por tanto, de resultar negativas las desigualdades de Bell, daría otra victoria clave a la mecánica cuántica.

Esta es la idea en la que se basa The Big Bell Test, una prueba cuyos datos aleatorios se obtuvieron gracias a un ingenioso videojuego online donde más de 100.000 personas de todo el mundo participaron ,durante el periodo de 48 horas que estuvo abierto a cualquiera con acceso a internet, para generar estos datos. Al tratarse de personas no relacionadas entre sí y dispersas a lo largo y ancho del globo, no hay lugar para introducir la escapatoria de la comunicación.

Big Bell Test global statistics
Estadísticas globales de participación en el Big Bell Test

Estos datos fueron empleados más tarde por 12 laboratorios distintos para realizar pruebas de Bell, que, como mostraron los resultados publicados en Nature el pasado 9 de mayo, volvieron a mostrar que se incumplían las desigualdades de Bell, dando de nuevo la razón a la mecánica cuántica, lo que deja prácticamente fuera de juego, si no lo estaba ya, la idea determinista de la realidad que arroja la relatividad.

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