Todos marcamos los días con relojes y calendarios, pero quizás ningún reloj sea más directo que el espejo. Los cambios que notamos a lo largo de los años ilustran vívidamente la “flecha del tiempo”, la progresión del orden al desorden. No podemos invertir esta flecha más de lo que podemos borrar nuestras arrugas o restaurar una taza de café rota a su forma original. ¿O acaso sí podemos?
Si damos crédito a lo que leemos en internet, han sido dos semanas emocionantes para la física cuántica. ¡Los titulares han sido increíbles! Newsweek: Los científicos han invertido el tiempo en una computadora cuántica, Discover: Los científicos utilizaron la computadora cuántica de IBM para invertir el tiempo, posiblemente violando la segunda ley de la física y el periódico Independent del Reino Unido: Los científicos invirtieron el tiempo con la computadora cuántica en un estudio innovador. La revista Cosmopolitan también intervino: Los científicos han revertido el tiempo y Volver al Futuro se está haciendo realidad, y hay muchos, muchos artículos más.
El desencadenante de todo esto fue un artículo científico con un título provocativo “Flecha del tiempo y su inversión en la computadora cuántica de IBM”. En ella, los autores afirmaron haber realizado un experimento que abre líneas de investigación y en sus propias palabras, hacia “la inversión del tiempo…”. Los investigadores desarrollaron un algoritmo que simula devolver una partícula brevemente al pasado. Esto no significa que visitaremos a los dinosaurios o entrevistaremos a Simón Bolívar. Entonces, si no inventaron el viaje en el tiempo, ¿qué hicieron realmente estos científicos?
Los investigadores del Instituto de Física y Tecnología de Moscú (MIPT), Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich) y el Laboratorio Nacional Argonne de EE. UU. (ANL), publicaron sus hallazgos el 13 de marzo en la revista Scientific Reports. Curiosamente, el algoritmo de “inversión de tiempo” en sí mismo podría resultar útil para hacer que las computadoras cuánticas sean más precisas. Lebedev explica: “Nuestro algoritmo podría actualizarse y usarse para probar programas escritos para computadoras cuánticas y eliminar el ruido y los errores”.
Para su experimento, los científicos utilizaron un simple programa informático cuántico de IBM, que utiliza dos cubits, dos unidades que, como un bit de computadora normal, pueden ser uno (1) o cero (0). Pero a diferencia de estos bits, los cubits también pueden tomar una forma llamada superposición, donde ambos son uno y cero al mismo tiempo. Los investigadores permitieron esta superposición, o forma de limbo cuántico, y configuraron la computadora para que ambos cubits fueran ceros inicialmente. De acuerdo con las leyes cuánticas, el simple paso del tiempo haría que la computadora saliera de este orden, de modo que los cubits pronto se encontrarían en un estado aleatorio de unos, ceros o ambos. Luego, los científicos ejecutaron un programa diferente, que le dijo a la computadora que se ejecutara “hacia atrás” y pudieron recuperar su estado ordenado original, es decir cero y cero, lográndolo el 85% de las veces.
La mayoría de las leyes de la física en realidad no hacen una distinción real entre el futuro y el pasado. Por ejemplo, si una ecuación describe la colisión y el rebote de dos bolas de billar idénticas, seguirá describiendo el evento jugado en reversa. Si se grabó un video del evento, en la grabación no se podría saber si está en reversa o no. Ambas versiones parecerían plausibles y creeríamos que las bolas de billar desafían nuestro sentido del tiempo. Eso, en cierto modo “invierte el flujo del tiempo”. Es como el vapor que fluye de regreso a una cafetera o un jarrón que se ensambla espontáneamente a partir de una maraña de piezas rotas, lo que nos parece “invertir la flecha del tiempo”. Pero, el mundo real no es así.
La entropía (establecida por la segunda Ley de la Termodinámica), se define como la medida del desorden en un sistema, aumenta naturalmente con el tiempo, a medida que la naturaleza se mueve del orden al desorden. En el caso de la computadora cuántica que emplearon los científicos, el sistema comienza en un estado ordenado donde los cubits son inicialmente ceros, pero con el tiempo se convierten en una aleatoriedad o desorden de unos y ceros.
Reensamblar el jarrón roto
Esto está en consonancia con la Segunda Ley de la Termodinámica, que establece que en un sistema aislado, la entropía nunca disminuye (como en el cuarto de mi hijo). Sin embargo, los científicos se preguntaban si las partículas individuales, no visibles para el ojo humano, podrían revertirse espontáneamente, incluso por una fracción de segundo. A diferencia de los fenómenos a gran escala que involucran bolas de billar, volcanes, etc. que se desarrollan en escalas de tiempo mucho mayores y cuentan con un número asombroso de estas partículas “invisibles”. Esto explica por qué no observamos que las personas mayores se vuelvan más jóvenes o que una mancha de tinta se separe del papel.
Lo que estos físicos han hecho es demostrar que en casos muy específicos, el estado de algunos cubits que se habían desordenado pueden reordenarse, como un pequeño ejemplo a escala cuántica de un jarrón roto que se vuelve a ensamblar. A pesar de estos resultados prometedores, aún son los primeros días para hablar de la trasgresión de la robusta Segunda Ley de la Termodinámica, lo que significa que se necesitarán muchas repeticiones de este estudio y variaciones sobre el mismo antes de que se considere razonable. Otra alternativa, que sea una peculiaridad hasta ahora desconocida, en la teoría cuántica.
Irónicamente, solo el tiempo lo dirá y como cantaría Cher: “si pudiera regresar el tiempo, si pudiera encontrar una manera…”
Foto: www.europapress.es
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