Academia


Crean máquina del tiempo… cuántica

Investigadores argentinos, encabezados por Horacio Pastawski, desarrollaron un proceso para regresar en el tiempo información cuántica. Permite avances en la teoría cuántica y nueva tecnología, señala en entrevista.

Crean máquina del tiempo… cuántica | La Crónica de Hoy

Horacio Pastawski visitó México para participar en el VII Encuentro Mexicano de Física Matemática y Experimental Leopoldo García-Colin, que se lleva a cabo esta semana en El Colegio Nacional. Isaac Torres

Imaginemos una gota de tinta que cae sobre un pequeño charco de agua, instantes después se expandirá y teñirá el líquido cristalino. Ahora imaginemos que esa expansión se puede revertir hasta concentrar la gota original. El resultado: esas moléculas habrán “retrocedido” en el tiempo. Un experimento similar fue llevado a cabo por investigadores de la Universidad Nacional de Córdoba (Argentina), a cargo de Horacio Pastawski, quienes no utilizaron una gota de tinta en agua, sino unidades de información cuánticas (qubits). Para lograrlo, los físicos diseñaron una “máquina del tiempo” válida para el mundo atómico.

El experimento se llama Eco de Loschmidt y es parte de la investigación que Pastawski ha desarrollado desde hace tres décadas; el fundamento de éste es hacer una resta de la evolución microscópica y poner a trabajar a una computadora cuántica al revés.

“Es un método que hemos utilizado para ver cómo se propaga una información, que típicamente se distribuye por los procesos naturales y las leyes que gobiernan la interacción entre las distintas unidades”, refiere en entrevista el académico, quien participa en el VII Encuentro Mexicano de Física Matemática y Experimental Leopoldo García-Colin, que se lleva a cabo esta semana en El Colegio Nacional.  

Es como si se invirtiera el movimiento de cada una de las moléculas de la tinta en agua, sólo que en vez de ello se trata de qubits. Para llevar a cabo tal cambio en moléculas magnéticas, los científicos utilizan un espectrómetro de resonancia magnética nuclear, bastante parecido al utilizado en hospitales para obtener imágenes de resonancia magnética.

Usan un cristal formado por moléculas que deben ser orgánicas, es decir, compuestas por átomos de carbono e hidrógeno. Estos últimos tienen en sus núcleos pequeños imanes (que funcionan como brújulas) mediante los cuales se influencian unos a otros. “Ahí codificamos la información, de esta forma una molécula modificará a las vecinas y así subsecuentemente, de tal manera que la información original termina ‘desparramándose’ hasta en 10 mil núcleos atómicos”.

El físico explica que energía y tiempo son dos cantidades que siempre aparecen multiplicadas y que la dinámica y el envejecimiento son consecuencia de su crecimiento. “Si cambio el signo de la energía hago que se invierta la flecha del tiempo, es decir que rejuvenece. Si se cambia la energía de interacción entre cada una de las moléculas involucradas esa ‘tinta desparramada’ se volvería a concentrar”, refiere de regreso a la analogía.

EFECTO MARIPOSA CUÁNTICO. Pastawski puntualiza que la información sólo llegó a distribuirse entre 200 núcleos atómicos antes de volverse irrecuperable —experimento cuyos resultados fueron recientemente publicados en Physical Review Letters—, lo cual es una mala noticia para el desarrollo del cómputo cuántico.

“En otros casos, logramos que la información contenida en un qubit se codifique en 10 mil núcleos. Hasta ahora no hay computadora cuántica que logre involucrar tantos qubits. Podríamos pensar que tenemos la máquina del tiempo perfecta, pero justamente vemos que el procedimiento tiene un límite para mantener la información. Exceder ese límite en el cómputo requeriría llevar a cabo estrategias complicadas de corrección de errores para mantener la precisión”.

Esta restricción cuántica da cuenta de que en el mundo microscópico también existe el fenómeno expuesto por la teoría del caos, un “efecto mariposa cuántico”. Es como la inestabilidad natural que no permite hacer un pronóstico del tiempo más allá de 15 días, ejemplifica, puesto que los eventos se vuelven impredecibles después de este periodo lo hacen inviable. Esos 15 días en el clima equivaldrían a la fracción de segundo en que la información se distribuye en esos 10 mil átomos.

“Hay una inestabilidad natural que presenta la naturaleza. Se creía que la mecánica cuántica era muy robusta ante ello, pero demostramos que no y que aún en las leyes más microscópicas se amplifica cualquier imprecisión o ruido”.

Este tipo de investigación y el desarrollo de “minimáquinas del tiempo” no podrán hacernos regresar al pasado; sin embargo, se podrán aplicar en el mejoramiento de imágenes de resonancia magnética para obtener mejores tomografías y diagnósticos en los hospitales. Junto con uno de sus egresados, Pastawski ya trabajan en el desarrollo de este tipo de aplicación.

Por otra parte, acota, el tipo de viaje en el tiempo que nos presentan las películas es imposible debido a que ocurre de manera inversa a este tipo de conceptos cuánticos. “Uno se mete dentro de la máquina y el cambio hacia adelante o hacia atrás ocurre en el exterior de la ‘máquina’. Eso es imposible, puesto que lo que somos ahora es consecuencia de haber intercambiado materia con el entorno; para rejuvenecer tendríamos que deshacer todos esos cambios y no hay nada que posibilite deshacer todos esos procesos, habría que meter todo el Universo dentro de la máquina del tiempo”. Sin embargo, hay quienes creen que sí es posible, puesto que en las leyes fundamentales de la física no es distinguible si el tiempo ocurre hacia delante o hacia atrás. Es como si el universo fuera reversible.

Para el académico, estos elementos que van desde la ciencia ficción hasta la divulgación de la ciencia, son cruciales para generar entusiasmo y ganas de estudiar un problema, el resultado de ello tiene consecuencias ilimitadas. “Un buen científico debe estar abierto a todas las posibilidades y a los avances en otras ramas de la ciencia. ¿Cómo me enteró? Por la divulgación y comunicación; hay que aceptar y promover estos canales alternativos porque potencian nuestras posibilidades de avanzar y generar entusiasmo en los demás”.

Comentarios:

Destacado:

LO MÁS LEÍDO

+ -