Realizan un viaje atrás en el tiempo usando partículas cuánticas para cambiar el pasado

Investigadores de la Universidad de Cambridge han llevado a cabo un experimento revolucionario que parece de ciencia ficción, demostrando un viaje hacia atrás en el tiempo mediante una simulación que utiliza la manipulación del entrelazamiento cuántico.

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Jesús Díaz

Su experimento —publicado en la prestigiosa revista Physical Review Letters— no implica un viaje físico real en el tiempo, sino que utiliza las propiedades únicas de las partículas cuánticas para simular cómo sería si tal viaje fuera posible.

El entrelazamiento cuántico es un fenómeno en el que dos o más partículas se correlacionan de tal manera que el estado de una partícula no puede describirse independientemente del estado de la otra, incluso cuando están separadas por grandes distancias. Imagina que tienes dos dados que están sincronizados mágicamente. Si tiras uno y sale un seis, sin mirar, sabes que el otro dado también mostrará un seis, sin importar lo lejos que estén el uno del otro. Esto es lo que sucede con el entrelazamiento cuántico, una de las características más enigmáticas y fundamentales de la teoría cuántica.

El significado de este estudio es profundo, según los investigadores. Aunque la idea de viajar en el tiempo es un tema controvertido y ampliamente debatido entre los físicos, estos investigadores han utilizado modelos simulados para explorar cómo se comportarían los bucles de espacio-tiempo si pudiéramos hacerlos realidad.

Su experimento conecta la teoría de los viajes en el tiempo con la metrología cuántica, que utiliza la ciencia cuántica para realizar mediciones. El equipo de Cambridge ha demostrado que el entrelazamiento puede resolver problemas que, de otro modo, parecerían imposibles.

Qué han descubierto

Su experimento se basa en la manipulación del entrelazamiento cuántico, un fenómeno que permite que las partículas estén intrínsecamente vinculadas de una manera que las partículas clásicas —las que obedecen las leyes de la física que vemos en nuestra vida diaria— no pueden. El entrelazamiento de los dos dados mágicos antes mencionados sería como una especie de "hilo mágico" que conecta dos partículas, de modo que lo que le suceda a una afectará instantáneamente a la otra, sin importar la distancia que las separe.

El experimento usa este concepto para simular los viajes en el tiempo, como explica David Arvidsson-Shukur, el autor principal del estudio. “Imagina que quieres enviar un regalo a alguien: necesitas enviarlo el primer día para asegurarte de que le llegue el tercer día. Pero recibes la lista de deseos de esa persona el segundo día”, afirma Arvidsson-Shukur, “en un escenario que respeta la cronología, es imposible que sepas de antemano qué querrá esa persona como regalo y asegurarte de enviar lo correcto para que llegue a tiempo”. Pero según el científico, sería posible cambiar lo que envías el primer día con la información de la lista de deseos que recibas el segundo día. “Nuestra simulación usa la manipulación del entrelazamiento cuántico para mostrar cómo podrías cambiar retroactivamente tus acciones anteriores para asegurar que el resultado final es el que deseas”.

Imagina poder hacer eso para borrar todas las decisiones estúpidas que has tomado en tu día. Desgraciadamente, en términos prácticos, el experimento propuesto por los científicos del Hitachi Cambridge Laboratory no se puede aplicar a tu vida física, sino que implica primero entrelazar dos partículas. La primera partícula 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 así el resultado del experimento. Sin embargo, según han descubierto, algo curioso ocurre: El efecto solo ocurre una de cada cuatro veces, lo que significa que la simulación tiene un 75% de posibilidades de fracasar. Pero, aunque parece contraintuitivo,la buena noticia es que se sabe si ha fallado o no.

Para hacer que su modelo sea relevante para la tecnología actual, los teóricos lo conectaron con la metrología cuántica. En un experimento típico de metrología cuántica, se proyectan fotones (pequeñas partículas de luz) sobre una muestra de interés y luego se registran con una cámara especial. Para conseguirlo, los fotones deben prepararse de cierta manera antes de llegar a la muestra. Pero los investigadores han demostrado en este nuevo experimento que, pueden aprender a preparar mejor los fotones después de que los fotones hayan llegado a la muestra, cambiando retroactivamente los fotones originales para obtener los resultados que quieran en un “viaje en el tiempo” simulado.

Para contrarrestar la alta probabilidad de fallo del 75%, los científicos proponen enviar un gran número de fotones entrelazados, sabiendo que algunos eventualmente llevarán la información correcta y actualizada. Luego usarían un filtro para asegurarse de que los fotones correctos pasen a la cámara y deseche los fotones "malos".

Según Arvidsson-Shukur, ellos no están “proponiendo una máquina de viaje en el tiempo, sino más bien una inmersión profunda en los fundamentos de la mecánica cuántica”. De forma efectiva, dice, “estas simulaciones no te permiten volver atrás y alterar tu pasado, pero sí te permiten crear un mañana mejor solucionando los problemas que tuviste ayer desde el día de hoy”.

Este avance en la comprensión de la mecánica cuántica, dicen, tiene el potencial de revolucionar la forma en que se realizan los experimentos y las mediciones en el futuro, abriendo nuevas puertas a la investigación de estos fenómenos que sólo ahora comenzamos a comprender