Físicos logran demostrar cómo revertir la flecha del tiempo

Pixabay

Hay una idea bastante aceptada por la mayoría de las personas: el tiempo solo tiene una dirección, hacia el futuro. Sin embargo, los físicos siempre han tenido problemas intentando demostrar por qué esto es necesariamente cierto.

La flecha del tiempo

La respuesta habitual es que esta flecha del tiempo hacia el futuro tenga su origen en la segunda ley de la termodinámica. La entropía siempre se incrementa en un sistema cerrado. Es por esta razón por la que cuando se te cae un vaso este se rompe en muchos pedazos y no al revés, por la que nuestro cuarto se desordena día a día y no se ordena mágicamente, o por la que una taza de café caliente te calienta las manos y no del modo contrario.

Pero existen otros factores en juego: las condiciones iniciales del universo. Por razones aún desconocidas, el universo en su temprana edad era muy caliente y su energía estaba distribuida uniformemente. Este es un estado de baja entropía para un sistema dominado por gravedad. Con el tiempo, la entropía ha aumentado continuamente, y esto es lo que ha determinado en gran medida la dirección de la flecha del tiempo.

Basándonos en lo anterior, se abre una puerta de posibilidades muy interesantes. Si las condiciones iniciales determinan la dirección de la flecha del tiempo, tal vez sea posible crear sistemas con condiciones iniciales que obliguen a que la flecha del tiempo tenga una dirección opuesta. En estos sistemas, los pedazos de los vasos rotos se unirían espontáneamente, tu cuarto se ordenaría a diario y el calor fluiría de un cuerpo frio a uno caliente.


MIT Technology Review

El experimento de Micadei

Ahora, Kaonan Micadei de la Universidad Federal de ABC en Brasil y su equipo, han elaborado un sistema similar por primera vez en la historia. En su experimento, la flecha del tiempo apunta en dirección opuesta, el tiempo va en reversa. Por ejemplo, podemos observar como un objeto frio calienta un objeto muy caliente. Su trabajo abre muchas posibilidades en el desarrollo de nuevas tecnologías que usen estas propiedades. Más detalles del estudio en arXiv.org.

El sistema que lograron desarrollar los físicos consiste en una mezcla de cloroformo (CHCl3) disuelto en acetona. Esto crea todo un patio de juegos para los físicos, quienes ahora pueden manipular a su antojo espines nucleares de núcleos de carbón e hidrógeno nuclear usando una técnica llamada resonancia magnética nuclear.

Básicamente, la idea es alinear los núcleos usando un campo magnético. Luego, usar los pulsos de radio para voltear uno o ambos espines, causando una correlación o un entrelazamiento. Y a través de las señales de radio emitidas por los núcleos, los físicos pueden saber cómo evolucionan los estados cuánticos de estos.

Al mismo tiempo, los núcleos de carbón e hidrogeno se encuentran en contacto térmico, esto significa que la energía fluirá de uno hacia el otro. El equipo puede controlar la temperatura de ambos núcleos calentándolos usando la técnica de resonancia magnética nuclear. Lo que sucedería en un sistema común y corriente, es que el calor fluya del más caliente al más frio.

Sin embargo, esto no sucede en el experimento de Micadei. La clave es entrelazar los núcleos antes de que suceda. El entrelazamiento es un proceso cuántico extraño en el cual dos partículas cuánticas comparten la misma existencia. Es este el fenómeno que explotó el equipo para crear un conjunto de condiciones iniciales que permitan que el tiempo corra en sentido contrario.

Cuando los núcleos se entrelazan, las partículas dejan de comportarse normal, resultando en una pequeña máquina que dirige el calor de forma contraria a la intuitiva. “Observamos que el calor fluye de un cuerpo frio a uno caliente”, declaró el equipo.

Un aspecto significante del estudio es que el experimento no solo funciona en sistemas microscópicos. En realidad, también trabajan a escala macro en la cual enormes cantidades de moléculas contribuyen a lo anteriormente observado. Esto de nuevo abre una gama de posibilidades en el desarrollo de nuevas tecnologías que conduzcan el calor de un cuerpo frio a uno caliente.

Los físicos no dejan de sorprender al mundo entero con sus avances. Hace unas semanas se descubrió un nuevo tipo de materia, e incluso una nueva fase de la materia llamada cristal de tiempo.

Adrian Díaz
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