Los físicos “vuelven el tiempo atrás” devolviendo el estado de una computadora cuántica una fracción de segundo al pasado, posiblemente demostrando que la segunda ley de la termodinámica puede ser violada. La ley está relacionada con la idea de la flecha del tiempo que postula la dirección del tiempo en un solo sentido: del pasado al futuro.
Cerrame la tres, bajame la cortina, tengo que ir a hablar con el Doc Brown por video call.
LaCompuDelVecino: Buenas noches Doc, sabemos que anda con Clara, Julio y Verne, por lo que no queremos robarle mucho tiempo.
Doctor Emmett Brown: Descuida, no hay ningún problema, Clara está aprovechando la noche en la estepa rusa para mirar a los astros y los chicos, bueno, los chicos están tratando de construirle un bañador de perros automático a Einstien… Aunque es muy posible que terminen todos enjabonados.
LCDV: Genial entonces, queríamos consultarle Doc que opina de este logro físico hecho en el Instituto de Física y Tecnología de Moscow; y quizás que nos explique un poquito más en tierra (para quienes quieran, desde aquí pueden descargar el paper oficial del estudio).
Doc: ¡Santa Ciencia Compu! Lo que han logrado es tanto un avance pero no algo que no se esperaba lograr, sino que ya llevaban muchos años describiendo esta… “singularidad”. Pero debemos agarrar esto con cuidado, como si fuera plutonio y señalar primero que: Esta inversión no se realizó en un sistema cerrado, sino que fue impulsada por un dispositivo específico. La segunda ley de la termodinámica sigue siendo válida en general para sistemas cerrados. El flujo de tiempo no se invirtió nunca realmente en este sistema, sin embargo, la evolución de los estados cuánticos se invirtió con éxito. Es genial y útil, pero no es un viaje en el tiempo. No quiero quitarle el resultado. Es un paper muy fresco. Pero el titular sugiere implicaciones más amplias de lo que el estudio conduce naturalmente.
LCDV:¿Me detalla un poco más de la entropía que aquí se nombra?.
Doc: Claro Marty… Digo Compu. El tiempo es algo que inferimos de un cambio de entropía. Tu cerebro en un estado de entropía inferior almacena un recuerdo del balanceo del péndulo, y tu cerebro en un estado de entropía superior actual deduce que, dado que el péndulo está en una nueva posición, el tiempo ha pasado. Si revertimos la entropía (violando la segunda ley de termo en un sistema cerrado), sería equivalente a revertir el tiempo. Tal como está, han disminuido la entropía de este sistema temporalmente, pero han aumentado la entropía en general. Nada puede detener su marcha, ya que efectivamente cae fuera de las estadísticas y de una gran cantidad de procesos. La entropía básicamente podemos decir que … imaginemos se tiene una tina de pintura azul y una tina de pintura roja separadas por una pared. Retiras la pared y dejás que se mezclen. Es físicamente posible que toda la pintura roja y la pintura azul puedan regresar a sus respectivos recipientes nuevamente, pero monumentalmente improbable, ya a medida que pasa el tiempo, el caldo tiende hacia el desorden y se convierte en una mezcla de color morado oscuro, solo porque hay un 99,99999999% de probabilidad de tener caos y solo una pequeña posibilidad de tener orden cuando todo se mueve al azar.
LCDV:¿Eh?
Doc: La mayoría de las leyes de la física no hacen distinción entre el futuro y el pasado. Por ejemplo, si permitimos que una ecuación describa la colisión y el rebote de dos bolas de billar idénticas. Si un primer plano de ese evento se graba con una cámara y se reproduce en reversa, todavía puede representarse con la misma ecuación. Es más, hasta podrían confundirse cuando está o no en reversa. Parecería que las bolas de billar desafían el sentido intuitivo del tiempo. Sin embargo, si imaginamos que alguien ha grabado una bola rompiendo la pirámide, con las bolas de billar dispersándose en todas direcciones. La reproducción inversa no se hace tan plausible. Lo que hace que esto último parezca tan absurdo es nuestra comprensión intuitiva de la segunda ley de la termodinámica: un sistema aislado o bien permanece estático o evoluciona hacia un estado de caos en lugar de orden. La mayoría de las otras leyes de la física no impiden que las bolas de billar se junten en una pirámide, que el té infundido fluya de regreso a la bolsa de té o que un volcán “haga erupción” en sentido inverso. Pero no vemos que suceda nada de esto, porque eso requeriría que un sistema aislado asumiera un estado más ordenado sin ninguna intervención externa, lo que va en contra de la segunda ley. La naturaleza de esa ley no se ha explicado en detalle, pero los investigadores han avanzado mucho en la comprensión de los principios básicos que la respaldan.
LCDV: Doc, realmente estoy más perdido que Marty cuando volvió al presente alterno.
Doc: Los físicos cuánticos de MIPT decidieron verificar si el tiempo podía revertirse espontáneamente al menos para una partícula individual y una pequeña fracción de segundo. Es decir, en lugar de chocar bolas de billar, examinaron un electrón solitario en el espacio interestelar vacío. La evolución del estado electrónico se rige por la ecuación de Schrödinger. Aunque no hace distinción entre el futuro y el pasado, la región del espacio que contiene el electrón se expandirá muy rápidamente. Es decir, el sistema tiende a volverse más caótico. La incertidumbre de la posición del electrón está creciendo. Esto es análogo al creciente desorden en un sistema a gran escala, como una mesa de billar, debido a la segunda ley de la termodinámica. Al final, matemáticamente podríamos volver atrás
LCDV: A grandes rasgos me dice que en física cuántica podríamos lograr esto y por eso el uso de esta tecnología.
Doc:¡Exacto! El punto central del condensador de flujo tiene mucho que ver con eso, pero no puedo decírselos ya que sería un peligro para la continuidad temporal. Ahora Compu, debo cortar y regresar a mis estudios junto a Clara.
LCDV: Gracias Doc, y ¡Qué la fuerza lo acompañe!
Doc: Prefiero la masa por la aceleración, ¡Hasta la próxima!
En fin, la idea del caos y la entropía es ampliamente discutido. Yo me quedo un rato releyendo el paper tomando una tasa de café.