Estudio publicado en Physical Review X afirma que han conseguido invertir el tiempo gracias a la física cuántica

Las leyes microscópicas de la física suelen ser simétricas; los procesos naturales generalmente siguen una dirección definida, conocida como flecha del tiempo. En un sistema cuántico monitoreado, los efectos de la medición y su retroalimentación inducen el sentido de la flecha del tiempo.

En la mayoría de los procesos naturales observamos que siguen una flecha del tiempo: cristales se quiebran, huevos eclosionan, estrellas explotan, etc., pero se observa que esos procesos tengan un comportamiento en orden inverso.

A este tipo de comportamientos, los conocemos bajo el nombre de procesos directos: son aquellos que ocurren causalmente en la naturaleza. Mientras que, a los que corresponden con el tiempo invertido, se les conoce bajo el nombre de procesos inversos.

La forma en que se muestra una dirección de flecha del tiempo, a partir de las leyes de la simetría temporal, ha provocado incertidumbre y desconcierto a científicos y filósofos durante décadas. Las flechas del tiempo se han atribuido a muchos orígenes diferentes; algunas de ellas se han relacionado con la gravedad.

Protocolos de control cuántico que suprimen la flecha del tiempo

El grupo de científicos, ha puesto en marcha diversos protocolos de control cuántico, mediante los cuales son capaces de inducir que algunos procesos particulares parezcan más consistentes con el flujo de tiempo invertido hacia atrás, combinando mediciones, retroalimentación y campos de control personalizados.

El trabajo de investigación demostró que, puede suprimirse la fecha del tiempo en un sistema cuántico, pudiendo estirar, difuminar o hasta revertir el flujo temporal y ofreciendo una novedosa forma de explorar las leyes de la física. Las reglas de la mecánica cuántica, implican que las mediciones no solamente observan, sino alteran profundamente el sistema que se mide.

Herramientas de control

La flecha del tiempo más reconocible quizá sea la termodinámica: que surge de la simetría temporal de la dinámica microscópica subyacente a los procesos termodinámicos. En la segunda Ley de la Termodinámica, se explica que para los sistemas macroscópicos, los procesos que aumentan la entropía son más probables que los que la disminuyen.

En los sistemas cuánticos, las reglas de la mecánica implican que las mediciones no solo observan, sino que alteran activamente el sistema que se está midiendo. Estas características, permiten diseñar dinámicas cuánticas diferenciadas, inusuales e inesperadas, incluyendo las trayectorias que parecen una evolución invertida del tiempo.

Cuanto mayor es el sistema, más difícil es identificar dinámicas anómalas

En promedio, la entropía del Universo aumenta. Cuando más grande es el sistema, más complejo resulta observar dinámicas anómalas que disminuyan esta entropía. La manifestación de la flecha del tiempo se puede medir, si se compara la probabilidad de ocurrencia de un proceso con su inverso temporal.

Se sabe que la aleatoriedad clásica es el resultado de una falta de conocimiento completo de la descripción microscópica de un sistema. Esta aleatoriedad cuántica en los resultados de las mediciones es fundamental. La descripción más completa de un sistema cuántico, produce probabilidades de posibles resultados de medición.

Complejas conexiones de medición

En el trabajo de investigación, se encontraron conexiones complejas entre los regímenes de operación de los motores de medición, el flujo energético proveniente de las mediciones, así como la forma en que la retroalimentación afecta la percepción de la flecha del tiempo.

Si estas mediciones extraen energía del sistema, el mecanismo de retroalimentación que extiende la flecha del tiempo también extrae trabajo. En el trabajo de simulación, los investigadores utilizaron los avances conseguidos para diseñar un motor, capaz de extraer energía del mismo acto de monitorear el sistema cuántico.