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Un estudio demuestra que es posible invertir el tiempo cuántico

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Dos estudios preliminares en el campo de la mecánica cuántica han demostrado, en partículas de luz, la posibilidad de que coexistan procesos temporales que viajan en ambas direcciones.

Partículas de luz que viajan tanto hacia adelante como hacia atrás en el tiempo , simultáneamente: así lo describen dos estudios publicados en preimpresión en la base de datos Airxiv. De hecho, en dos pruebas experimentales diferentes, un grupo internacional de investigadores coordinado por la Universidad de Oxford y otro coordinado por la Universidad de Viena han demostrado que el llamado salto cuántico en el tiempo (que podría traducirse al italiano como «salto cuántico en el tiempo») «), es decir, es posible la coexistencia de dos procesos temporales, uno hacia delante y otro hacia atrás en el tiempo.: al observar el camino de los fotones a través de un cristal, de hecho, detectaron su superposición temporal. El extraño comportamiento, que cae dentro del ámbito de la mecánica cuántica, podría tener aplicaciones futuras para las computadoras cuánticas .

El gato de Schrödinger para la dirección del tiempo

Estamos acostumbrados a dar por sentado el flujo del tiempo de forma unidireccional , sin poder volver atrás: si esto es cierto para los fenómenos físicos macroscópicos que podemos tocar a diario, cuando se trata de átomos y partículas subatómicas las leyes de La naturaleza parece indiferente a la distinción entre pasado y futuro,  especialmente en lo que se refiere a las leyes de la mecánica cuántica . Por ejemplo, el llamado teorema Cpt postula que un proceso hacia atrás en el tiempo es indistinguible de uno hacia adelante (siempre que la carga y la paridad de todas las partículas estén invertidas). Otra característica de la mecánica cuántica es que un estado cuánticopuede tomar varios valores a la vez , hasta que se miden. Es el concepto que hizo famoso la paradoja del gato de Schrödinger : dentro de una caja cerrada, un gato puede estar tanto vivo como muerto, hasta que se abre. 

La forma en que los científicos interactúan con las partículas subatómicas no siempre refleja estas características temporales : en los experimentos ordinarios, de hecho, un sistema físico se fija en un momento dado, se le permite evolucionar hacia adelante en el tiempo y se realizan las mediciones adecuadas en el momento siguiente. Sin embargo, en las leyes dinámicas que siguen a la mecánica cuántica, no existe una distinción asimétrica entre pasado y futuro : por lo tanto, debería ser posible concebir operaciones no ligadas a una dirección de tiempo dada., que permiten investigar procesos cuánticos hacia adelante, del pasado al futuro, hacia atrás, del futuro al pasado, o en una combinación de direcciones temporales. Los expertos llaman a esta superposición de estados «cambio de tiempo cuántico» : el grupo de investigación de la Universidad de Oxford de Giulio Chiribella lo describió matemáticamente en un estudio publicado en Nature  en 2020.

La demostración experimental

Una vez descrito desde un punto de vista matemático, los investigadores querían demostrar experimentalmente la posibilidad del cambio de tiempo cuántico : en particular, los científicos instalaron una configuración experimental que, cuando un fotón pasara a través de un cristal, lo dividiría en un superposición de dos caminos separados , uno de derecha a izquierda y otro de izquierda a derecha; en base a las características de la polarización de la luz por parte del cristal, en el trayecto de izquierda a derecha el fotón se comporta como si viajara en el tiempo . Al analizar los caminos tomados por las partículas de luz de vez en cuando, los investigadores demostraron estadísticamente quelos fotones estaban en una superposición de los caminos , y por lo tanto, de los dos procesos temporales . El grupo de la Universidad de Viena, a través de un experimento montado de forma similar, consiguió el mismo objetivo. 

Ahora, los expertos en este campo esperan que el descubrimiento tenga pronto aplicaciones prácticas , por ejemplo en el campo de la supercomputación cuántica . » Ahora tenemos una nueva herramienta, algo que ha estado enterrado allí desde el comienzo de la mecánica cuántica «, dice Eric Lutz, profesor de física teórica en la Universidad de Stuggartt, New Scientist. » La perspectiva de hacer algo similar, con una superposición de direcciones de tiempo de ida y vuelta, en computadoras cuánticas, es emocionante «. 

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