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Cómo en la ciencia ficción: Investigadores demuestran que las partículas de un sistema cuántico pueden “rejuvenecerse”

Los estudios prueban que es posible “acelerar, desacelerar e invertir el flujo del tiempo dentro de sistemas cuánticos arbitrarios, incluso no controlados”

NIELS BOHR INSTITUTE (Sebastian Carrasco/Europa Press)

¿Estaremos cerca de encontrar la forma de regresar el tiempo? Pues, podría ser. Tal y como sucede en las historias de ciencia ficción un equipo austriaco y español ha demostrado teórica y experimentalmente que se puede ‘rebobinar’ un proceso para llevar los componentes de un átomo a su estado previo.

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Regresar 20 años atrás en el mundo físico clásico es imposible, sin embargo, en el cuántico, el referido a las partículas subatómicas que subyacen en toda realidad, al parecer, sí lo es. Estas son las conclusiones de un estudio llevado a cabo por los españoles Miguel Navascués y David Trillo, del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica (IQOQI) de la Academia Austriaca de Ciencias (ÖAW), y el grupo de física experimental de la Universidad de Viena del que forma parte el austriaco Philip Walther.

Estas tres investigaciones teóricas, publicadas en Physical Review X, Quantum y Arxiv -- una aceptada por Physical Review Letters y aún no divulgada, y otra experimental, recogida en Óptica, prueban que es posible “acelerar, desacelerar e invertir el flujo del tiempo dentro de sistemas cuánticos arbitrarios, incluso no controlados”. Estos singulares procesos físicos, capaces de trastocar el transcurso normal del tiempo, son universales: tienen el mismo efecto sobre todas las partículas, independientemente de su naturaleza y de la forma en que interactúan con otros sistemas.

Todo lo que percibimos responde a unas leyes que aprendemos en el colegio y que, sin embargo, todos los investigadores de física cuántica coinciden en que no explican el mundo subatómico, el que conforma toda realidad en sus niveles más microscópicos. En ese universo imperceptible se dan superposiciones (una partícula puede estar en un estado, en otro o en los dos a la vez), entrelazamientos (la acción sobre una partícula afecta instantáneamente a la otra, incluso si están separadas por grandes distancias), pseudotelepatías o teletransportaciones.

Miguel Navascués recurre a un símil analógico y comprensible para entender el hallazgo y el experimento que lo demuestra: “En el cine [la física clásica], una película se proyecta de principio a fin, independientemente de la voluntad de la audiencia. En casa [en el mundo cuántico], el control remoto nos da el poder de manipular el progreso de la película. Podemos hacer que vuelva a una escena pasada o saltar varias escenas por delante”.

El equipo de la ÖAW ha desarrollado un “protocolo de rebobinado” que permite a una partícula cualquiera (electrón, protón o muon, por ejemplo) volver a un estado previo. Lo demostraron teóricamente, en especial gracias al trabajo de Trillo, que dio con una clave fundamental para resolver el problema, según destaca Navascués, y experimentalmente, sobre un fotón que evoluciona al atravesar un cristal. El uso imaginativo de un dispositivo experimental conocido como “interruptor cuántico” permite que la partícula de luz vuelva al estado que tenía al comienzo de su viaje.

“Fue uno de los experimentos más difíciles que hemos construido para un solo fotón”, afirma Walther. “Lo increíblemente interesante”, añade el físico austriaco, “es que [las partículas] pueden volver a un estado que ni siquiera conoces”, es decir, “se puede ejecutar sin saber del sistema, su dinámica interna o incluso los detalles de la interacción entre el sistema y el experimentador”, explican los investigadores.

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