(mikkelwilliam/E+/Getty Images)Para la mayoría de nosotros, el paso del tiempo va en una sola dirección inexorable.
Pero para los físicos cuánticos teóricos, la dirección del tiempo no es tan inflexible. Es posible modelar, simular y observar teóricamente el flujo del tiempo hacia atrás en formas que son imposibles de lograr en el mundo real.
Y ahora, los científicos han demostrado que las simulaciones de viajes hacia atrás en el tiempo pueden ayudar a resolver problemas de física que no se pueden resolver con la física normal.
Dirigido por el físico David Arvidsson-Shukur de la Universidad de Cambridge, un equipo de físicos llevó a cabo un experimento en el que el estado de entrada se puede alterar simulando un bucle de tiempo inverso que les permite alterar los parámetros una vez que ya se han establecido.
Estos bucles son puramente hipotéticos, por supuesto, pero se pueden simular utilizando circuitos de teletransportación cuántica creados con partículas entrelazadas, para resolver problemas matemáticamente.
«Imagínese que quiere enviar un regalo a alguien: debe enviarlo el primer día para asegurarse de que llegue el tercer día», explica Arvidsson-Shukur . «Sin embargo, solo recibes la lista de deseos de esa persona el segundo día. Por lo tanto, en este escenario que respeta la cronología, es imposible saber de antemano qué querrá como regalo y asegurarte de enviar el correcto.
«Ahora imagina que puedes cambiar lo que envías el primer día con la información de la lista de deseos recibida el segundo día. Nuestra simulación utiliza manipulación de entrelazamiento cuántico para mostrar cómo puedes cambiar retroactivamente tus acciones anteriores para garantizar que el resultado final sea el que deseas. «.
El entrelazamiento cuántico es un estado en el que las propiedades de dos partículas se vinculan antes de ser medidas. Medir las propiedades de una partícula establece inmediatamente el estado complementario de la otra, independientemente de lo alejadas que puedan estar.
Los científicos incluso han podido influir en las propiedades de una partícula y observar cambios simultáneos en la otra, a una distancia considerable. Eso es teletransportación cuántica .
El trabajo del equipo aprovecha partículas entrelazadas no sólo para teletransportar información a través del espacio físico, sino también hacia atrás en el tiempo.
«En nuestra propuesta, un experimentador entrelaza dos partículas», dice la física Nicole Yunger Halpern del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y la Universidad de Maryland.
«La primera partícula luego se envía para ser utilizada en un experimento. Al obtener nueva información, el experimentador manipula la segunda partícula para alterar efectivamente el estado pasado de la primera partícula, cambiando el resultado del experimento».
La naturaleza del circuito cerrado en el tiempo tampoco es del tipo que permitiría a alguien viajar hacia atrás y, paradójicamente, matar a su abuelo, basándose en una condición de probabilidad llamada poselección , que restringe las medidas basadas en eventos establecidos.
El equipo no argumenta que tales bucles existan. La teoría cuántica, dicen, permite la simulación de estos bucles que, como consecuencia, el entrelazamiento puede explotar.
Sus cálculos muestran que el bucle temporal puede explotarse con éxito sólo el 25 por ciento de las veces; pero esto significa que es comprobable en un experimento real.
Este experimento aún no se ha realizado, pero se puede hacer a gran escala entrelazando una gran cantidad de fotones (cuantos de luz) y utilizando simulaciones de viajes en el tiempo para alterar sus estados después de haberlos enviado hacia una cámara especial, con un filtro. diseñado únicamente para detectar los fotones con la información actualizada.
La detección de estos fotones significaría que la simulación ha funcionado.
«Que necesitemos usar un filtro para que nuestro experimento funcione es en realidad bastante tranquilizador. El mundo sería muy extraño si nuestra simulación de viaje en el tiempo funcionara siempre. La relatividad y todas las teorías sobre las que estamos construyendo nuestra comprensión de nuestro Universo serían estar fuera de la ventana», dice Arvidsson-Shukur .
«No estamos proponiendo una máquina para viajar en el tiempo, sino más bien una inmersión profunda en los fundamentos de la mecánica cuántica. Estas simulaciones no te permiten retroceder y alterar tu pasado, pero sí te permiten crear un mañana mejor solucionando los problemas del ayer. hoy.»
La investigación ha sido publicada en Physical Review Letters .