Y cuanto mas nos vamos adentrando en el mas fascinante nos parece este campo, sus teorias y posibilidades. ¿Que nuevas sorpresas nos deparara en el futuro?.
Las partículas de un sistema cuántico pueden rejuvenecerse: «¡Hicimos realidad la ciencia ficción!»Imagina que tienes 40 años o más y quieres ir a una cita con el estado en el que estabas hace 20 años, lo cual es imposible en el mundo físico clásico. En Quantum, la referencia a las partículas subatómicas que subyacen a toda realidad, lo es. Este es el resultado de un estudio de los españoles Miguel Navascués y David Trillo del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica (IQOQI) de la Academia de Ciencias de Austria (ÖAW) y del grupo de trabajo de Física Experimental de la Universidad de Viena, del que el austriaco Philip Walther es miembro. Tres investigaciones teóricas, publicadas en Comprobación física X, cuántico Y archivouno aceptado por Cartas de verificación física y aún no divulgado, y otro experimental, recopilado óptica, demostrar que es posible «acelerar, ralentizar e invertir el flujo del tiempo en sistemas cuánticos arbitrarios, incluso no controlados». Estos procesos físicos únicos, que pueden interrumpir el paso normal del tiempo, son universales: tienen el mismo efecto en todas las partículas, independientemente de su naturaleza y la forma en que interactúan con otros sistemas.
Todo lo que percibimos responde a leyes que aprendemos en la escuela y que todos los físicos cuánticos están de acuerdo en que no explican el mundo subatómico que conforma toda la realidad en sus niveles más microscópicos. En este universo imperceptible existen superposiciones (una partícula puede estar en un estado, en otro, o en ambos a la vez), enredos (el efecto sobre una partícula afecta inmediatamente a la otra, aunque estén separadas por grandes distancias), pseudotelepatías o teletransportaciones.
Más información
A esa realidad contraintuitiva frente a lo perceptible se suma ahora la capacidad de rejuvenecer, de volver a un estado anterior, como han demostrado las selecciones austriaca y española. Miguel Navascués recurre a un símil analógico y comprensible para entender el descubrimiento y el experimento que demuestra: “En el cine [la física clásica]una película se proyecta de principio a fin, independientemente de la voluntad del público. Hogar [en el mundo cuántico], el mando a distancia nos da la posibilidad de manipular el progreso de la película. Podemos hacer que regrese a una escena pasada o saltar varias escenas hacia adelante”.
El equipo de OeAW ha desarrollado un «protocolo de rebobinado» que permite que cualquier partícula (por ejemplo, electrón, protón o muón) regrese a un estado anterior. Lo demostraron teóricamente, gracias sobre todo al trabajo de Trillo, quien, según Navascués, encontró una clave fundamental para resolver el problema, 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 en el que estaba al comienzo de su viaje.
«Fue uno de los experimentos más difíciles que jamás hayamos construido para un solo fotón», dice Walther. «Lo que es increíblemente interesante», agrega el físico austriaco, «es que [las partículas] Puede volver a un estado que ni siquiera conoce», lo que significa que «se puede realizar sin conocer el sistema, su dinámica interna o incluso los detalles de la interacción entre el sistema y el experimentador», explican los investigadores.
El experimento, dice Navascués, se basa en un enfoque centenario de la teoría de la relatividad de Einstein: «Un gemelo vuela al espacio a gran velocidad mientras su hermano permanece en la Tierra. Cuando el primero regrese, habrá envejecido menos que el que se quedó aquí, y el navegante confirmará que el viaje realmente tomó menos tiempo que el medido en la Tierra. Como se explica en uno de los artículos publicados, este fenómeno relativista, si bien es observable, es «extremadamente poco práctico: se requieren grandes cantidades de energía o la proximidad a un agujero negro para observar efectos significativos, y limitado: se puede usar para reducir la velocidad». el flujo, pero no para invertirlo o acelerarlo».
Pero el equipo del físico español ha querido demostrar que ‘estas limitaciones desaparecen cuando se sale del ámbito de la física clásica relativista y se entra en el de la mecánica cuántica no relativista’.
Y lo consiguieron, tal y como explican los autores de los artículos: «Presentamos un mecanismo universal que pone cada qubit en el estado que tenía en un momento determinado antes del inicio del experimento». funciona con cierta probabilidad, el nuevo mecanismo siempre tiene éxito, excepto en el caso de que el dispositivo experimental sea completamente «invisible» para el qubit. “Así es como respondemos a la pregunta de si tales procesos están permitidos bajo las leyes de la mecánica cuántica”, dicen.
¿Se puede transferir la experiencia a sistemas más grandes? El experimento se completó con partículas capaces de almacenar un poco de información. En una persona es teóricamente posible, pero imposible e inútil ponerlo en práctica. “Si encerráramos a una persona en una caja, teóricamente sería posible sin influencia externa. Pero con los protocolos que tenemos ahora, la posibilidad de éxito sería muy, muy baja. Además, el tiempo que tarda depende de la cantidad de información que el sistema pueda almacenar, y una persona, vista como un sistema físico, contiene una enorme cantidad de información. Tomaría millones de años lograr que esa persona rejuveneciera en menos de un segundo. No tiene sentido».
El hallazgo no es una máquina del tiempo. Esto también sucede y es el estado el que cambia. “Para las partículas que pueden almacenar un solo bit de información, tienes que pasar la misma cantidad de tiempo que te gustaría rebobinar el sistema para actuar sobre ellas”, aclara el físico.
La misma regla se aplica en el caso de envejecer una partícula para acelerar el estado de avance rápido de la película. Como explica Navascués, “Generalmente, si quieres que un sistema envejezca diez años, tienes que esperar diez años. No se puede crear tiempo de la nada: para envejecer un sistema diez años en, digamos, un año, tendría que obtener los nueve años restantes de alguna parte. Siguiendo esta intuición, los autores del estudio idearon un truco que acelera el paso del tiempo. “Hemos descubierto que el tiempo evolutivo se puede transferir entre sistemas físicos idénticos. En un experimento de un año con diez sistemas, se puede robar un año de cada uno de los primeros nueve sistemas y se le puede dar todo al décimo. A fin de año, la décima planta habrá envejecido diez años; los otros nueve continuarán como lo hicieron al comienzo del experimento.
El hallazgo es importante porque agrega otra característica al mundo cuántico, de cuya comprensión depende el verdadero conocimiento del universo. Pero Philip Walther cree que también tiene consecuencias prácticas: “Estamos convencidos de que esto también tiene aplicaciones tecnológicas. Un protocolo de rebobinado en procesadores cuánticos, por ejemplo, puede usarse para deshacer errores o desarrollos no deseados». «Investigaciones de seguimiento adicionales podrían incluir implementaciones no ópticas del protocolo, así como extensiones a dimensiones más altas», agregan los investigadores.
Navascués no es tan optimista y tiene sus dudas sobre el uso práctico del descubrimiento. Sin embargo, considera que la investigación realizada ha sido un éxito sin precedentes. “¡Hicimos realidad la ciencia ficción!”, exclama.
Fuente:
https://notasdeprensa.org/las-particulas-de-un-sistema-cuantico-pueden-rejuvenecerse-hicimos-realidad-la-ciencia-ficcion-ciencia/