viernes, 5 de febrero de 2010

Teletransportación de energía

En un inicio fue la teletransportación de fotones, luego se logro con átomos e iones. Recientemente un físico ha logrado realizarlo con energía, una técnica con un enorme potencial e implicaciones en el desarrollo venidero de la física. Fue hace sólo 17 años, en 1993 cuando Charlie Bennett del Centro de Investigación Watson de IBM, quien junto a colegas lograron transmitir información cuántica desde un punto del espacio hasta otro sin atravesar el espacio que había entre los puntos.

Para lograrlo parten de un fenómeno peculiar de la física cuántica conocido como entrelazamiento, en el cual dos partículas comparten la misma existencia. La profunda conexión hace que hay entre ambas, hace que a medida que se actúa sobre una partícula se afecta de forma inmediata y con la misma intensidad a la otra, pese a que estén separadas inclusive a millones de años luz. Bennet y su equipo descubrieron como podía emplearse el fenómeno para enviar información, (la influencia entre partículas puede ser inmediata pero el proceso no viola la relatividad porque parte de la información tiene que enviarse de forma clásica a la velocidad de la luz); la técnica fue llamada teletransporte.


Dado que las partículas cuánticas no se pueden identificar a excepción de la información que llevan, no es necesario trasportarlas. Resulta sencillo enviar la información que poseen y asegurar que hay un subministro de partículas en el otro extremo para preservar su identidad. Tal premisa ha servido a científicos desde entonces para teletransportar fotones, átomos e iones. En este sentido resulta previsible pensar en que en un futuro sea posible enviar partículas o más aún virus.

Masahiro Hotta de la Universidad Tohoku en Japón tuvo una idea aún más inusual ¿por qué no partir del mismo principio cuántico para teletransportar energía?

Basándose en artículos publicados en el 2009, Hota describió sus ideas y las implicaciones de ellas. Teletransportar requiere la medición de las partículas enlazadas. La medida de la primera partícula inyecta energía cuántica en el sistema. De tal forma que eligiendo apropiadamente la medida a realizar en la segunda partícula, es posible extraerla la energía original.

Lo cual es posible debido a las fluctuaciones cuánticas que tiene cualquier partícula. En el proceso de teltransporte es posible inyectar energía cuántica en un punto del Universo y emplear la fluctuación de energía para extraerla en otro punto. Y más importante aún, sin que la energía en el sistema global cambie.

Como ejemplo de esto, se puede considerar una cadena de iones que oscilan de atrás hacia adelante en una trampa de campo eléctrico, muy similar a las bolas de Newton. Medir el estado del primer ión inyecta energía en el sistema en forma de fonón, una oscilación cuántica. Hotta argumenta que realizando tal medida en el último ión, se puede extraer la energía. Ya que puede lograrse a la velocidad de la luz (en teoría), el fonón no viaja a través de los iones intermedios por lo que no hay calentamiento en tales iones. La energía se transmite a través del espacio sin viajar. Logrando así el teletransporte.

Hotta asegura que el proceso de teletransporte de energía tendrá repercusiones en la física, explorando la relación entre la información cuántica y la energía cuántica. Debido a que hay cada vez más atención en el supuesto de que las propiedades que posee el Universo, se describen mejor empleando las leyes que rigen la información. Lo cual parece ser cierto para el mundo cuántico, verídico también para la relatividad espacial, pero que aún se estudia con la relatividad general. De existir una forma única de manejar la energía podría hacer posible que se unan las tres ramas en una sola.

Referencia:

Masahiro Hotta, "Energy-Entanglement Relation for Quantum Energy Teleportation", en ArXIv.

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