La mayoría de las leyes de la física
no hacen distinción entre el futuro y el pasado. Si representamos en una
ecuación el choque de dos bolas de billar, la ecuación sería válida tanto si
las vemos chocar como si lo grabamos con un vídeo y lo reproducimos marcha
atrás. Otra cosa es si grabamos, en el comienzo de una partida, la bola blanca
que choca contra el triángulo y provoca que todas las demás bolas se dispersen
por la mesa. Ver esa secuencia al revés nos resultaría
absurdo, ya que tenemos interiorizado ese segundo principio de la
termodinámica: o los sistemas permanecen ordenados o evolucionan hacia un
estado caótico, nunca al revés.
Lesovik y su grupo comenzaron
describiendo lo que se conoce como Demonio de
Maxwell, una máquina de movimiento perpetuo (bautizada así en
honor a James Clerk Maxwell, el físico escocés que formuló la
teoría de la radiación electromagnética) que, de funcionar, lograría violar
también este principio de entropía. Aunque hasta aquí todo era simulación, este
nuevo artículo «aborda el mismo problema desde un tercer ángulo: hemos
creado artificialmente un estado que evoluciona en una dirección
opuesta a la de la flecha termodinámica del tiempo«.
Partiendo de esa base, estos físicos cuánticos dejaron por un
momento las bolas de billar para centrarse en elementos mucho más pequeños y
manipulables, como un electrón, y ver si el tiempo podía
revertirse espontáneamente para esta partícula elemental
durante una pequeña fracción de segundo. «Supongamos que el electrón está
localizado cuando comenzamos a observarlo», explica Andrey Lebedev, de la
ETH Zurich y coautor del estudio. «Las leyes de la mecánica cuántica nos impiden conocer su ubicación con absoluta precisión,
pero podemos delinear una pequeña región donde el electrón está
localizado».
El físico explica que la evolución
del estado del electrón se rige por la ecuación de Schrödinger (enunciada en 1925, se
utiliza para calcular cómo se movería una pequeña partícula en mitad del
espacio vacío), y aunque esta no distingue entre pasado y futuro, predice que
la región del espacio que contenga al electrón se expandirá muy rápidamente. En
resumen, el sistema tiende a hacerse más caótico y la incertidumbre sobre la
posición del electrón crece.
«Sin embargo, la ecuación de
Schrödinger es reversible», añade Valerii Vinokur, científica en el
Laboratorio Nacional de Argonne (EEUU) y también participante en el artículo.
«Matemáticamente, esto significa que, bajo cierta transformación, la
ecuación describe una relocalización de algunos electrones
hacia esa pequeña región del espacio durante el mismo periodo
de tiempo». Este fenómeno, que en teoría podría ocurrir debido a una
fluctuación aleatoria en el fondo cósmico de microondas que impregna el
universo, no se da en la naturaleza pero sí puede ocurrir a escala muy, muy
pequeña. Como los estados cuánticos.
La reversión al pasado no sucede en
la naturaleza pero podría darse en una escala muy, muy pequeña como los estados
cuánticos
Los científicos calcularon la
probabilidad de que uno de estos electrones viajara a su pasado reciente (de
una fracción de segundo) y concluyeron que, si uno se pasaba toda la historia
del Universo (13.700 millones de años) observando cada segundo a 10.000
millones de electrones, esta regresión al pasado solo se daría una única vez y
el electrón apenas retrocedería en el tiempo una
diezmilmillonésima parte de un segundo.
Para Alberto Ibort, catedrático de
matemáticas aplicadas en la Universidad Carlos III y miembro del Instituto de
Ciencias Matemáticas, «es un estudio muy interesante, aunque lo de
‘reversión temporal’ resulta confuso, lo único que quieren decir es que las
ecuaciones de la mecánica cuántica son reversibles», explica a Teknautas,
«yo hablaría más bien del rejuvenecimiento de un sistema
cuántico«.
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