Desarrollan un protocolo para volver al pasado… en escalas cuánticas

En el mundo macroscópico, el que experimentamos todos los días, el tiempo transcurre sin excepción del pasado al futuro. En su libro publicado a principios del siglo XX, La naturaleza del mundo físico, Arthur Eddington acuñó una frase para describir esta dirección de los acontecimientos: la “flecha del tiempo” (si la aleatoriedad aumenta, significa que apunta hacia el futuro; si disminuye, apunta al pasado). El científico británico llegó a la conclusión de que el tiempo es irreversible, siempre pasa en dirección al futuro.

Pero en una serie de artículos teóricos y experimentales, un equipo de investigación austríaco/español afirma que en el reino subatómico, ese “país de las maravillas” donde gobierna la mecánica cuántica (y las partículas pueden estar en múltiples estados simultáneamente o “entrelazadas”, incluso muy adentro). universo), el tiempo se puede rebobinar como rebobinar una película con el control remoto.

En un artículo publicado esta semana en el diario El país, Raúl Limón presenta varios trabajos 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 de Philip Walther, del grupo de física experimental de la Universidad de Viena, que lo prueban. Hay tres investigaciones teóricas, publicadas en Examen físico X, Cuántico y arxivuno aceptado en Cartas de revisión física pero aún no divulgada, y otra experimental, publicada en Óptica, en los que muestran que es posible “acelerar, ralentizar e invertir el flujo del tiempo”. Entrevistado por Limón, Navascués incluso exclama que lograron hacer realidad la ciencia ficción. Entonces, Doc Martin de Regreso al futuro ¿No fue una locura?

Consultados sobre los avances, tres físicos argentinos coinciden en que los trabajos, si bien son “hermosos” y “curiosos”, no implican un hallazgo revolucionario. “Este equipo tiene una interesante línea de trabajo en este tema que data de varios años”, explica Gastón Giribet, astrofísico que trabaja en la Universidad de Nueva York. Lo que hacen es genial y lo publican en prestigiosas revistas, de eso no hay duda. Lo que pasa es que una cosa es lo que hacen y otra la forma en que se cuenta. Como suele ocurrir con las noticias científicas, hay cierta exageración. En rigor, no se miente, sino que se cuenta de forma que se induzca a error. ¿Por qué estoy diciendo esto? Porque si uno afirma que puede hacer que el tiempo se detenga, que vaya a una velocidad arbitraria, inmediatamente piensa que lo está controlando y que puede hacer que los átomos se ‘rejuvenezcan’, retrocedan. Y no es así. Lo que se logró es algo muy interesante, pero no es un avance en nuestra comprensión de la naturaleza”.

Giribet señala que lo que hizo este grupo de científicos fue aplicar reglas ya conocidas de la mecánica cuántica, pero de una forma nueva. “Podemos separar la física teórica en dos grandes reinos –dice–: uno se preocupa por descubrir las leyes naturales y el otro por hacer cosas maravillosas con lo que ya sabemos, pero de una manera que nadie había notado antes. [Estos trabajos] encajan en la segunda categoría. Es decir, no descubrieron un nuevo formalismo, sino que lograron componer reglas conocidas de manera innovadora.

Lo que desarrollaron Navascués, Trillo y Walther fue un protocolo para revertir un sistema físico simple a un estado anterior. Y lo verdaderamente original es su universalidad: se puede aplicar a átomos, fotones, electrones… “Después, cuando lo llevas al laboratorio, pues dadas tus condiciones teóricas y tecnológicas, puedes hacerlo en unos y en otros no”. –advierte Giribet–, pero en teoría es válido para cualquier sistema. Incluso de muchos átomos”.

Dado que el sistema evoluciona en el tiempo según interactúen sus componentes, si eso se sabe, cuando está compuesto por pocas partículas no sería difícil hacerlo retroceder. “Lo destacable de este grupo es que lograron un protocolo para revertir la dinámica de un sistema sin conocer los detalles de cómo interactúa”, subraya Giribet. Si me das las reglas del juego, recuperarlo y devolverlo al estado inicial no es difícil, porque la física es reversible en el tiempo. Pero lo que logró este protocolo es revertir la dinámica de un sistema cuántico y devolverlo a su estado inicial incluso sin conocer todos los detalles de cómo interactuó”.

Estos estudios analizan qubitsque son sistemas cuánticos de dos estados, y allí encuentran un mecanismo universal que les permite retroceder en el tiempo. “Rejuvenecerlos”, que en este caso alude a revertir su evolución temporal, devolviéndola a un estado inicial.

Pero Christian Schmiegelow, investigador asociado del Conicet en el Laboratorio de Iones y Átomos Fríos de la Facultad de Ciencias Exactas de la UBA, no está de acuerdo con esa palabra. “En física, existe el concepto de ‘entropía’ [el grado de desorden molecular de un sistema], que es una de las formas de marcar la evolución temporal y que también se asocia a esta idea de evolución irreversible, dice. No creo que sea correcto hablar de rejuvenecimiento. Trabajan con un sistema cuántico aislado, que tiene dinámicas que, como también sabemos desde hace mucho tiempo, son en principio reversibles. Un sistema clásico que no disipa energía también es reversible y puede ser accionado en una dirección y luego hacia atrás. Lo destacable de este trabajo es que encontraron la manera de retomarlo sin saber cómo avanzaba. Es un resultado hermoso dentro de la física cuántica, una curiosidad, pero a veces se presenta de una manera un poco hiperbólica. Es decir, retroceden en el tiempo en un sistema muy específico que no desarrolla entropía. Es como tener un destornillador de “galleta” (nudo). Con mi abuela pescábamos y hacíamos unos nudos tremendos en el sedal. Aquí tienes un sistema que evoluciona, que jodió todo, y quieres desatornillarlo. Si la línea no se rompió, no se marcó, puede desarmarla. Lo que hicieron estos investigadores fue encontrar la manera de desarmar evoluciones que en principio son reversibles”.

Augusto Roncaglia, investigador independiente del Conicet en el Departamento de Física de la misma facultad, coincide: “La idea de invertir el tiempo no es nueva, ya se ha hecho en varios experimentos. Pero [hasta ahora] uno tenía que conocer los detalles, cómo interactuaban las partículas. La novedad de este protocolo es su universalidad, en el sentido de que no requiere que se conozcan esas interacciones. Pero no es una máquina del tiempo ni nada por el estilo. La probabilidad de que este protocolo funcione depende de la cantidad de información que posea el sistema; por ejemplo, el número de partículas. Hacer que un sistema muy grande de partículas retroceda un segundo podría llevar muchos años”.

En efecto, el experimento de Navascués, Trillo y Walther está lejos de ser una “máquina del tiempo” porque, a medida que aumenta el número de átomos, la complejidad también crece enormemente. “Por cada reversión, el protocolo tiene que hacer muchas operaciones. Y cuantas más partículas, más operaciones, muchas más operaciones para retroceder un poquito en el tiempo. Para rejuvenecer un segundo, este protocolo requeriría un número elevadísimo de operaciones”, aclara Giribet.

Así lo explica también Navascués en la nota de El país: “En partículas capaces de almacenar un solo bit de información, la misma cantidad de tiempo que quieres rebobinar tienes que usarla para actuar sobre el sistema (…) Si tuviéramos a una persona encerrada en una caja, sin ninguna influencia externa, teóricamente sería posible [hacerla regresar]. Pero con los protocolos que tenemos ahora, la probabilidad 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, considerada como un sistema físico, contiene una enorme cantidad de información. Tendríamos que esperar millones de años para que rejuvenezca menos de un segundo”.

Sobre las posibles aplicaciones tecnológicas de este descubrimiento, al menos por ahora, no parecen estar cerca. Para Walther, un protocolo como este debería poder utilizarse en la computación cuántica. Otros no lo ven tan claro.