lunes, 31 de enero de 2011

El entrelazamiento cuántico podría extenderse a través del tiempo

Créditos: Darren Tunnicliff

En el extraño mundo de la física cuántica, dos partículas vinculadas pueden compartir un mismo destino, incluso cuando están a millas de distancia.

Ahora, dos físicos matemáticamente han descrito cómo este peculiar efecto, llamado entrelazamiento, también podría obligar a las partículas a desplazarse a través del tiempo.

Si su propuesta puede ser probada, podría ayudar a procesar información en los ordenadores cuánticos y la comprensión de los físicos de la prueba 'básica" del universo.

"Usted puede enviar su estado cuántico hacia el futuro sin tener que atravesar el tiempo medio", expresá el físico cuántico S. Jay Olson de la Universidad de Queensland, Australia, autor principal del nuevo estudio.

Es un enredo ordinario, dos partículas (generalmente electrones o fotones) están tan íntimamente ligados que comparten un estado cuántico -spin, el momento y una gran cantidad de otras variables- entre ellas. Una partícula siempre "sabe" lo que la otra está haciendo. Realizar una medición de un miembro de un par entrelazado y los otros cambios es inmediato.

Los físicos han descubierto cómo utilizar tal enredo para cifrar mensajes en códigos indescifrables y construir ordenadores ultrarrápidos. El entrelazamiento también puede ayudar a transmitir información "un valor proveniente de un lugar a otro usando sólo unos pocos átomos", un protocolo llamado teletransporte cuántico.

En un nuevo artículo publicado en el sitio web de pre-impresión arXiv.org, Olson y su colega Timothy Ralph realizaron cálculos matemáticos para demostrar cómo estos mismos trucos pueden enviar mensajes cuánticos no sólo de un lugar a otro, sino desde el pasado hacia el futuro.

Las ecuaciones involucradas desafían toda explicación matemática simple, pero son intuitivas: es imposible de describir una partícula sin incluir las demás, esta lógica se extiende a tiempo y el espacio.

"Si usted utiliza nuestro enredo de tipo temporal, se encuentra que [un mensaje cuántico] se mueve en el tiempo, pasando por alto los puntos intermedios", añade Olson. "Realmente no hay diferencia matemática. Lo que usted puede hacer con un enredo ordinario, debe ser capaz de hacerse con un entrelazamiento de tipo temporal".

Olson lo explica con una analogía de Star Trek. En un episodio, "Beam me up" Scotty está varado en un planeta distante con un suministro de aire limitado. Para sobrevivir, Scotty se congela en el transportador, a la espera de rescate. Cuando la empresa llega décadas después, Scotty sale de la máquina sin haber envejecido un día.

"No es el viaje de tiempo típico, como el puf ¡Estás en el futuro!", concreta Olson. "Pero se llega a saltar el tiempo transcurrido."

Según el físico cuántico Ivette Fuentes de la Universidad de Nottingham, que vio a Olson y Ralph presenta el trabajo en una conferencia, considera que es"uno de los resultados más interesantes", publicado en el último año.

"Estimula nuestra imaginación", coincide Fuentes. "Sabemos que es un enredo de recursos y podemos hacer cosas muy interesantes con él, como la teletransportación cuántica y criptografía cuántica. Podríamos ser capaces de explotar este enredo nuevo para hacer cosas interesantes".

Una de las cosas interesantes, podría consistir en almacenar la información en los agujeros negro, dijo el físico Jorma Louko, también de la Universidad de Nottingham.

"Muestran que se puede utilizar el vacío, en ese estado no hay partículas, para almacenar una gran cantidad de información en apenas un par de átomos, y recuperar esa información de otros átomos más adelante", considera Louko. "Hay detalles que no se han resuelto, pero se puede prever que las ideas que utilizan estos autores podrían ser adaptadas al contexto de agujero negro".

Entrelazamiento en el tiempo, podría ser utilizado para investigar los fundamentos, aún no probados de la física de partículas. En la década de 1970, el físico Bill Unruh predijo que, si una nave espacial se acelera a través del espacio vacío en un vacío, las partículas deben aparecer de la nada. Las partículas transportan energía, por lo que sería, en efecto, un baño caliente. Un termómetro fuera de onda, y se registraría una temperatura positiva.

Llamado el efecto Unruh, esta es una predicción sólida de la teoría cuántica de campo. Nunca se ha observado, sin embargo, como una nave espacial tendría que acelerar a velocidades que aún no tiene para generar un efecto lo suficientemente grande para ser comprobable. Pero debido a enredos de tipo temporal implica también las partículas que salen de aspiradoras, que podría ser utilizado para llevar a cabo búsquedas más convenientes, basándose en el tiempo en lugar de espacio.

Encontrar el efecto Unruh, proporcionará apoyo para la teoría cuántica de campo. Pero podría ser aún más emocionante, no ver el efecto, considera Olson.

"Sería más de un resultado sorprendente", indica Olson. "Si no lo veo, sería algo muy malo en nuestro entendimiento."

Referencia:
Lisa Grossman, "Quantum Entanglement Could Stretch Across Time", Wired.

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