Imagine que tiene 40 abriles o más y quiere presentarse a una cita con el estado que tenía hace 20. En el mundo físico clásico es inverosímil. En el cuántico, el referido a las partículas subatómicas que subyacen en toda verdad, sí lo es. Estas son las conclusiones de un estudio llevado a mango por los españoles Miguel Navascués y David Trillo, del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica (IQOQI) de la Corporación Austriaca de Ciencias (ÖAW), y el reunión de física empírico de la Universidad de Viena del que forma parte el austriaco Philip Walther. Tres investigaciones teóricas, publicadas en Physical Review X, Quantum y Arxiv, una aceptada por Physical Review Letters y aún no divulgada, y otra empírico, recogida en Óptica, prueban que es posible “acelerar, desacelerar e alterar el flujo del tiempo en el interior de sistemas cuánticos arbitrarios, incluso no controlados”. Estos singulares procesos físicos, capaces de trastocar el transcurso natural del tiempo, son universales: tienen el mismo sensación sobre todas las partículas, independientemente de su naturaleza y de la forma en que interactúan con otros sistemas.
Todo lo que percibimos alega a unas leyes que aprendemos en el colegio y que, sin secuestro, todos los investigadores de física cuántica coinciden en que no explican el mundo subatómico, el que conforma toda verdad 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 bono sobre una partícula afecta instantáneamente a la otra, incluso si están separadas por grandes distancias), pseudotelepatías o teletransportaciones.
A esta contraintuitiva verdad frente a lo perceptible se une ahora la capacidad de rejuvenecer, de retornar a un estado previo, según ha demostrado el equipo austriaco y gachupin. Miguel Navascués recurre a un símil similar y comprensible para entender el hallazgo y el prueba 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 suceso 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) retornar a un estado previo. Lo demostraron teóricamente, en singular gracias al trabajo de Trillo, que dio con una esencia 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 empírico conocido como “interruptor cuántico” permite que la partícula de luz vuelva al estado que tenía al aparición de su alucinación.
“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 retornar a un estado que ni siquiera conoces”, es opinar, “se puede ejecutar sin retener del sistema, su dinámica interna o incluso los detalles de la interacción entre el sistema y el experimentador”, explican los investigadores.
El prueba, según comenta Navascués, parte de un planteamiento centenario de la teoría de la Relatividad de Einstein: “Un parejo viaja al espacio a gran velocidad, mientras su hermano permanece en la Tierra. A la envés del primero, este habrá envejecido menos que el que se quedó aquí y el navegante afirmará que el alucinación en verdad llevó menos tiempo que el medido en la Tierra”. Según explican en una de las investigaciones publicadas, este engendro relativista, aunque observable, es “extremadamente poco práctico —se necesitan enormes cantidades de energía o proximidad a un agujero aciago para observar artículos significativos— y restringido —se puede usar para desacelerar el flujo del tiempo, pero no para invertirlo o acelerarlo—”.
Pero el equipo del físico gachupin quería demostrar que “estas limitaciones desaparecen cuando se abandona el reino de la física clásica relativista y se entra en el reino de la mecánica cuántica no relativista”.
Y lo han conseguido, según explican los autores de los trabajos: “Presentamos un mecanismo universal que, actuando sobre cualquier cúbit, lo propaga al estado que tenía un determinado tiempo antaño de que comenzara el prueba”. A diferencia de los protocolos descubiertos anteriormente por el reunión, que sólo funcionan con cierta probabilidad, el nuevo mecanismo tiene éxito siempre, exceptuando el caso de que el dispositivo empírico sea completamente “invisible” para el cúbit. “Respondemos así a la pregunta de si tales procesos están permitidos por las leyes de la mecánica cuántica”, afirman.
¿Se puede trasladar la experiencia a sistemas mayores? El prueba se ha completado con partículas que pueden juntar un bit de información. Con una persona, en teoría es posible, pero inverosímil e inútil llevarlo a la experiencia. “Si tuviésemos a una persona encerrada en una caja, sin influencia externa alguna, teóricamente sería posible. Pero, con los protocolos que tenemos ahora, la probabilidad de éxito sería muy, muy mengua. Por otra parte, el tiempo que se necesita depende de la cantidad de información que puede juntar el sistema y una persona, considerada como un sistema físico, contiene una cantidad de información enorme. Habría que esperar millones de abriles para conseguir que esta persona rejuveneciera menos de un segundo. No tiene sentido”.
El hallazgo no es una máquina del tiempo. Este transcurre igualmente y es el estado el que cambia. “En partículas capaces de juntar un solo bit de información, la misma cantidad de tiempo que quieres rebobinar el sistema tienes que utilizarla para proceder sobre el mismo”, aclara el físico.
La misma norma rige para el caso del envejecimiento de una partícula, para exceder el estado, para aplicar el avance rápido a la película. Según explica Navascués, “si quieres que un sistema envejezca diez abriles, en universal vas a tener que esperar diez abriles. No se puede crear tiempo de la mínimo: para hacer que un sistema envejezca diez abriles en, digamos, un año, habría que sacar los nueve abriles restantes de alguna parte”. Siguiendo esta intuición, los autores del estudio dieron con un truco que permite acelerar el paso del tiempo. “Descubrimos que se puede transferir tiempo de transformación entre sistemas físicos idénticos. En un prueba de un año de duración con diez sistemas, se puede robar un año a cada uno de los primeros nueve sistemas y dárselos todos al décimo. Al mango del año, el décimo sistema habrá envejecido diez abriles; los otros nueve seguirán igual que cuando empezó el prueba”.
El hallazgo es importante porque añade una particularidad más al mundo cuántico, de cuya comprensión depende el conocimiento verdadero del universo. Pero Philip Walther cree que además tiene consecuencias prácticas: “Estamos convencidos de que esto además tiene aplicaciones tecnológicas. Un protocolo de rebobinado en procesadores cuánticos, por ejemplo, puede estilarse para revertir errores o desarrollos que no se desean”. “Las investigaciones de seguimiento adicionales podrían incluir implementaciones no ópticas del protocolo, así como extensiones a dimensiones más altas”, añaden los investigadores.
Navascués no es tan animoso, y tiene sus dudas sobre la utilidad experiencia del descubrimiento. Sin secuestro, considera un éxito sin precedentes la investigación realizada. “¡Hemos hecho verdad la ciencia ficción!”, exclama.
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Creditos a Raúl Citrón
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