Cómo ha cambiado el tiempo (y qué no) Físicos cuánticos

Los físicos han convencido Las partículas de luz pasan por transformaciones opuestas simultáneamente, como la transformación de un humano en un hombre lobo donde un lobo se convierte en un humano. En circuitos cuidadosamente diseñados, los fotones actúan como si el tiempo fluyera en una mezcla cuántica de avance y retroceso.

«Por primera vez en la historia, tenemos una especie de máquina de viajar en el tiempo que funciona en ambos sentidos», dijo. sonia frank arnoldun físico cuántico de la Universidad de Glasgow en Escocia que no participó en la investigación.

Desafortunadamente para los fanáticos de la ciencia ficción, el hardware no tiene nada en común con el DeLorean de 1982. A lo largo de los experimentos, que fueron realizados por dos equipos independientes en China y Austria, las horas de laboratorio siguieron avanzando. Solo los fotones que fluyen a través del circuito sufren trampas de tiempo. Incluso para los fotones, los investigadores debaten si voltear la flecha del tiempo es real o una simulación.

De cualquier manera, el desconcertante fenómeno podría conducir a nuevos tipos de tecnología cuántica.

“Puedes visualizar círculos en los que tu información puede fluir en ambas direcciones”, dijo. Julio RubinoInvestigador de la Universidad de Bristol.

cualquier cosa en cualquier momento de una sola vez

Los físicos se dieron cuenta por primera vez hace una década de que las extrañas reglas de la mecánica cuántica estaban anulando las nociones lógicas del tiempo.

La esencia de la rareza cuántica es esta: cuando buscas una partícula, siempre la verás en una ubicación similar a un punto. Pero antes de que pueda medirse, la partícula se comporta como una onda. Tiene una «función de onda» que se propaga y ondula a través de múltiples caminos. En este estado indeterminado, la partícula existe en un revoltijo cuántico de posibles sitios conocido como superposición.

en papel publicado en 2013, Julio Chiribella, un físico que ahora trabaja en la Universidad de Hong Kong, los coautores propusieron un circuito que pondría eventos en una superposición de órdenes temporales, evitando el paso de superponer ubicaciones en el espacio. Cuatro años después, Rubino y sus colegas directamente empíricamente La idea. Enviaron un fotón a través de una superposición de dos caminos: uno donde el evento A experimentó el evento B y luego el evento B, y el otro donde B experimentó luego A. En cierto sentido, cada evento parecía causar el otro, un fenómeno que se denominó Causalidad no especificada.

No contentos con jugar con el orden de los acontecimientos a medida que avanzaba el tiempo, Chiribella y su colega Zexuan Liu apuntaron a la dirección de la marcha, o flecha, del tiempo mismo. Buscaron un dispositivo cuántico en el que el tiempo entra en una superposición que fluye desde el pasado hacia el futuro y viceversa: una flecha indefinida del tiempo.

Para hacer esto, Chiribella y Liu se dieron cuenta de que necesitaban un sistema que pudiera sufrir cambios opuestos, como un metrónomo que pudiera mover su brazo hacia la izquierda o hacia la derecha. Se imaginaron poner un sistema de este tipo en un estado de superposición, similar a un músico que mueve un acelerador cuántico simultáneamente hacia la izquierda y hacia la derecha. ellos Descripción del esquema Establecer dicho sistema en 2020.

Los magos de la óptica inmediatamente comenzaron a construir flechas de duelo por tiempo en el laboratorio. El otoño pasado, dos equipos reportaron éxito.

juego de dos tiempos

Chiribella y Liu crean un juego que solo un temporizador cuántico puede superar. Jugar el juego con la luz implica disparar fotones a través de dos herramientas de cristal, A y B. Al pasar a través de una herramienta, la polarización del fotón gira en una cantidad que depende de la configuración del dispositivo. Al pasar hacia atrás a través del instrumento, la polarización gira exactamente en la dirección opuesta.

Antes de cada ronda del juego, el árbitro ajusta en secreto los instrumentos de una de dos maneras: el camino hacia adelante a través de A, luego hacia atrás a través de B, cambiará la función de onda del fotón en relación con el camino invertido en el tiempo (hacia atrás a través de A , luego reenviar a través de B), o no lo hará. El jugador debe conocer la elección hecha por el árbitro. Después de que el jugador organiza las herramientas y otros elementos visuales como quiera, envía un fotón a través del laberinto, posiblemente dividiéndolo en una superposición de dos caminos usando un espejo medio plateado. El fotón termina en uno de los dos detectores. Si el jugador configura su laberinto de una manera lo suficientemente inteligente, el movimiento rápido del detector que contiene el fotón revelará la elección del juez.