Cómo la geometría salva al vacío cuántico de la infinitud exprés
El vacío cuántico no está vacío: está atravesado por entrelazamiento que conecta regiones distantes. Pero cuando los físicos intentaron calcular este entrelazamiento, resultaba infinito. La causa son partículas de energía muy baja que pueden extenderse por un volumen arbitrariamente grande. Son como olas a las que no se les han puesto orillas.
Un grupo de investigadores propuso una solución natural: el propio espacio no permite que esas olas se extiendan sin límite. Utilizaron el principio de incertidumbre extendido, una corrección a la mecánica cuántica ordinaria que tiene en cuenta la curvatura del espacio a grandes escalas. Resultó que esta corrección crea una "jaula" invisible para cada partícula: su posición no puede ser arbitrariamente incierta, siempre hay una dispersión máxima.
Los científicos probaron la idea en una cadena de osciladores armónicos, el modelo más simple de muchos sistemas cuánticos. Cuando incluyeron la restricción geométrica, la entropía de entrelazamiento dejó de crecer con la longitud de la cadena y alcanzó un valor constante. El espectro de entrelazamiento se volvió discreto, con intervalos iguales, como los peldaños de una escalera. Esto significa que incluso en el límite estrictamente sin masa, el sistema no cae en el infinito.
Así, la geometría del propio espacio actúa como regulador, impidiendo que las fluctuaciones cuánticas se desborden. El infinito retrocede y el vacío se vuelve computable, sin parámetros de ajuste, solo con la fuerza de la curvatura.
En el principio de incertidumbre extendido, la incertidumbre mínima de posición está relacionada con la curvatura del espacio: cuanto más curvado está el mundo, más estrecha es la "jaula" para las partículas.
En la novela "Anatema" de Neal Stephenson, las manipulaciones matemáticas de la geometría del espacio alteran el propio tejido de la realidad, casi como en este trabajo, donde la curvatura dicta los límites cuánticos.