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| El tiempo podrÃa avanzar a dos velocidades distintas simultáneamente, señalan cientÃficos al anunciar experimento. | ||||||
| Pocos conceptos en fÃsica son tan familiares y a la vez tan enigmáticos como el tiempo. En la teorÃa de la relatividad de Einstein, el tiempo no es absoluto: su transcurso depende del movimiento y la gravedad. Pero al combinarse con la fÃsica cuántica, esta concepción relativista del tiempo se vuelve aún más contraintuitiva. | ||||||
| Lunes 20 de Abril de 2026 | ||||||
| Por: Europa press | ||||||
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Pocos conceptos en fÃsica son tan familiares y a la vez tan enigmáticos como el tiempo. En la teorÃa de la relatividad de Einstein, el tiempo no es absoluto: su transcurso depende del movimiento y la gravedad. Pero al combinarse con la fÃsica cuántica, esta concepción relativista del tiempo se vuelve aún más contraintuitiva. En este trabajo, un equipo liderado por el profesor adjunto de fÃsica teórica Igor Pikovski en el Instituto Tecnológico Stevens, en colaboración con los grupos experimentales de Christian Sanner en la Universidad Estatal de Colorado y Dietrich Leibfried en el Instituto Nacional de Estándares y TecnologÃa (NIST), todos en Estados Unidos, explora los aspectos cuánticos del flujo del tiempo y cómo se puede acceder a ellos con relojes atómicos. Sus resultados sugieren que las mismas tecnologÃas cuánticas que se están desarrollando para los relojes y las computadoras cuánticas de próxima generación pronto podrÃan explorar algo mucho más fundamental: cuando el movimiento de un reloj obedece a la mecánica cuántica, su movimiento puede existir en superposición, y con él el propio paso del tiempo registrado. Esto es análogo al famoso experimento mental de Schrödinger, donde la naturaleza contraintuitiva de la superposición cuántica se ilustra con un gato que está vivo y muerto a la vez; aquà es el propio paso del tiempo el que está en superposición, como un gato que es joven y viejo al mismo tiempo. "El tiempo desempeña papeles muy diferentes en la teorÃa cuántica y en la relatividad", afirma Pikovski. "Lo que demostramos es que al combinar estos dos conceptos se pueden revelar señales cuánticas ocultas del flujo temporal que ya no pueden describirse mediante la fÃsica clásica". En la teorÃa de la relatividad, cada reloj experimenta su propio flujo temporal, que a su vez depende de la velocidad y la posición. Por ejemplo, un reloj que se mueve a 10 m/s durante 57 millones de años se retrasarÃa tan solo un segundo con respecto a otro reloj en reposo. Esto se ha observado y confirmado con relojes de ultraprecisión, como los relojes de iones de aluminio del NIST. Este efecto se suele ilustrar como la 'paradoja de los gemelos': dos gemelos idénticos envejecerán de forma diferente si uno de ellos realiza un viaje de ida y vuelta a alta velocidad. Sin embargo, existe una versión más contraintuitiva, la 'paradoja cuántica de los gemelos', que plantea si un solo reloj puede experimentar dos momentos distintos en una superposición cuántica y volverse a la vez más joven y más viejo. Según la teorÃa cuántica, tal como la describieron Pikovski y sus colaboradores hace más de una década, esto deberÃa ocurrir. Hasta ahora, estos efectos tan sutiles habÃan estado fuera del alcance experimental; sin embargo, el nuevo estudio teórico del equipo demuestra que los relojes atómicos ya son capaces de lograrlo. Los autores del artÃculo, ahora publicado, investigaron la interacción entre el tiempo relativista y los efectos cuánticos en relojes atómicos, como los desarrollados en el NIST y en la Universidad Estatal de Colorado, donde los cientÃficos atrapan iones individuales (como aluminio o iterbio), los enfrÃan a una temperatura cercana al cero absoluto y manipulan sus estados cuánticos con pulsos láser. Los resultados de su estudio demuestran que, al combinar la tecnologÃa de relojes, que mejora rápidamente, con las técnicas de información cuántica desarrolladas para la computación cuántica de iones atrapados, se pueden observar caracterÃsticas cuánticas del tiempo únicas y hasta ahora no detectadas. "Los relojes atómicos son ahora tan sensibles que pueden detectar pequeñas diferencias de tiempo causadas únicamente por las vibraciones térmicas a temperaturas minúsculas", apunta Gabriel Sorci, candidato a doctorado en el Instituto Tecnológico Stevens y coautor del artÃculo. "Pero incluso a la temperatura del cero absoluto, el estado fundamental, la frecuencia de reloj seguirá viéndose afectada únicamente por las fluctuaciones cuánticas". El equipo fue un paso más allá. En lugar de simplemente enfriar los átomos, demostraron que se puede manipular el vacÃo mismo, creando los llamados estados comprimidos en los que la posición y la velocidad del reloj exhiben un comportamiento cuántico sutil. El resultado es una nueva manifestación del tiempo relativista en el régimen cuántico, donde surgen superposiciones y entrelazamiento temporal: un solo reloj puede medir cómo avanza y retrocede simultáneamente, y entrelazarse con el movimiento comprimido. El equipo ahora se propone demostrar los efectos en el laboratorio. "Contamos con la tecnologÃa para generar la compresión necesaria y un camino para alcanzar la precisión de reloj requerida en los relojes iónicos para observar tales efectos por primera vez", informa Sanner, de la Universidad Estatal de Colorado. De cara al futuro, Pikovski, cuyo trabajo reciente incluye demostrar que se pueden detectar gravitones individuales mediante tecnologÃa cuántica, apunta a una perspectiva más amplia. "La fÃsica aún está llena de misterios en su nivel más fundamental. Las tecnologÃas cuánticas nos están brindando nuevas herramientas para esclarecerlos". |
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