Tendencias21
La observación determina la flecha del tiempo cuántico

La observación determina la flecha del tiempo cuántico

La flecha del tiempo corre generalmente del presente al futuro en los sistemas cuánticos debido a la observación, que interrumpe la deriva temporal de las partículas elementales.

La observación determina la flecha del tiempo cuántico

 La flecha del tiempo corre generalmente del presente al futuro en los sistemas cuánticos, han comprobado científicos de la Universidad de Washington.

En 2015, científicos de esta misma universidad habían demostrado que en la mecánica cuántica, el tiempo va tanto hacia adelante como hacia atrás, tal como explicamos en otro artículo.

La nueva investigación ha podido determinar ahora que, a pesar de esa dualidad en la dirección de la flecha del tiempo en los sistemas cuánticos, en la práctica la mayor parte de las veces los procesos cuánticos se desarrollan del presente al futuro.

Los científicos han comparado las trayectorias de los cúbits (cada cúbit es un sistema cuántico con dos estados propios) en circuitos superconductores y observado que siguen el segundo principio de la termodinámica. Los resultados se publican en la revista Physical Review Letters.

Según este principio, los procesos físicos son irreversibles, especialmente durante el intercambio de calor: un cubo de hielo dejado al sol, irreversiblemente se convierte en agua.

Irreversibilidad dudosa

Si bien este principio se cumple inexorablemente en el mundo macroscópico, el que vivimos cada día los seres humanos, en el espacio cuántico la irreversibilidad del tiempo es dudosa.

Es dudosa porque las partículas elementales pueden estar en varios sitios a la vez, viajar por el espacio sin seguir la flecha del tiempo e incluso reaccionar según lo que los científicos esperan de ellas.

«Cuando miras un sistema cuántico, el acto de medir generalmente cambia la forma en que se comporta», explica Kater Murch, el director de esta investigación, en un comunicado.

Y añade: “Imagina que brilla la luz sobre una pequeña partícula. Los fotones terminan empujándola porque hay una dinámica asociada con el proceso de medición. Queríamos averiguar si estas dinámicas tienen algo que ver con la flecha del tiempo, con el hecho de que la entropía tiende a aumentar a medida que pasa el tiempo».

Y descubrieron que, incluso a escala microscópica, el segundo principio de la termodinámica parece ser válido: la entropía generalmente aumenta.

Tiempo observado

«Este aumento de la entropía ocurre porque lo miramos”, señala Murch, identificando al observador como el creador de la flecha del tiempo en el sistema cuántico.

En consecuencia, precisa PhysicsWorld, “estos resultados sugieren que incluso a escalas cuánticas, el proceso de medición tiende a adherirse a las trayectorias de avance en el tiempo. El equipo de Murch, por lo tanto, muestra por primera vez que la orientación constante hacia el futuro de la flecha del tiempo sigue siendo una regla fundamental para las mediciones cuánticas, ya que está en la dirección de los aumentos de entropía que ocurren a escalas macroscópicas.”

Tiempo reversible

Esta nueva investigación complementa otra anterior según la cual la flecha del tiempo cuántico también es reversible, tal como informamos en otro artículo.

Esta investigación ha podido determinar que en el mundo cuántico los sistemas no siempre evolucionan en una única dirección, del presente al futuro.

Ha comprobado en una simulación que un sistema cuántico puede ocasionalmente retroceder al pasado, corregir errores y volver al presente para resolver problemas sin defectos antiguos.

Referencia

Characterizing a Statistical Arrow of Time in Quantum Measurement Dynamics. P. M. Harrington et al. Phys. Rev. Lett. 123, 020502, 9 July 2019. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.020502

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Los chimpancés curan sus heridas con ungüento de mosquitos masticados 8 febrero, 2022
    Los chimpancés aplican mosquitos masticados para tratar heridas abiertas, lo que podría ser evidencia de automedicación en animales. Esos insectos podrían tener propiedades calmantes: se ha demostrado científicamente que algunos tienen incluso efectos antibióticos o antivirales.
    Redacción T21
  • Descubren cómo el cerebro convierte una idea en música 8 febrero, 2022
    Científicos alemanes han descubierto cómo el cerebro convierte una idea musical en el movimiento de los dedos cuando tocamos el piano, así como que, cuando tocamos a dúo, nuestros cerebros comparten una misma longitud de onda.
    MPS/T21
  • Una bacteria se transforma en un largo hilo para infectar células más rápidamente y crecer sin límites 7 febrero, 2022
    Una bacteria puede mutar su forma hasta convertirse en un interminable hilo y multiplicar por 100 veces su tamaño: de esta manera, logra infectar más células en menos tiempo. Es una virulenta variante de infección bacteriana que no se había identificado hasta el momento.
    Pablo Javier Piacente
  • Detectan el primer agujero negro fuera de control en la Vía Láctea 7 febrero, 2022
    Por primera vez, un equipo internacional de científicos ha logrado detectar un agujero negro errante, solitario e inactivo en nuestra galaxia, a poco menos de 5.200 años luz de distancia de la Tierra. El misterioso objeto se mueve a través de la Vía Láctea a una velocidad de 45 kilómetros por segundo: los astrónomos confirmaron […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los abismos oceánicos están profusamente poblados de vida prístina 7 febrero, 2022
    Los abismos oceánicos triplican la diversidad microbiana de los niveles superiores de los mares terrestres, pero la mayor parte de esa vida es desconocida por la ciencia: lo revela el análisis de casi 1.700 muestras y dos mil millones de secuencias de ADN recogidas en todo el mundo.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • El universo temprano estaba siete veces más caliente que el actual 7 febrero, 2022
    El universo temprano tenía una temperatura siete veces mayor que la actual, han comprobado los astrofísicos: utilizaron una nube de vapor de agua proyectada por una lejana galaxia para observar el estado del Universo en sus primeras etapas. Nueva puerta para el estudio de la energía oscura.
    Redacción T21
  • El cerebro es como una máquina del tiempo 6 febrero, 2022
    El cerebro actualiza cada 15 segundos la información que procede de los ojos para que podamos gestionar la vida cotidiana sin que caigamos en alucinaciones. Es como una máquina del tiempo que nos proporciona estabilidad visual.
    Redacción T21
  • Las ardillas tienen el secreto de los viajes al espacio profundo 5 febrero, 2022
    La pérdida de masa muscular que sufren los astronautas en el entorno de gravedad cero del espacio se puede subsanar replicando el mecanismo natural que usan las ardillas para hibernar y despertarse meses después en perfecto estado físico.
    Redacción T21
  • Las primeras células se agruparon de forma autónoma, tanto en la Tierra como en Marte 4 febrero, 2022
    La formación autónoma de poblaciones de protocélulas o células primitivas, utilizando la energía presente en superficies naturales, podría haber sido el punto de partida de una ruta que habría culminado en la transformación de entidades no vivas en organismos vivos, según un nuevo estudio. 
    Pablo Javier Piacente
  • El agua de la Tierra existía antes que surgiera nuestro planeta 4 febrero, 2022
    La composición química del agua que hoy disfrutamos en la Tierra y que es primordial para la vida existía desde mucho antes de la formación de nuestro planeta: se conformó gracias a depósitos de gas que incluían vapor de agua, en los primeros 200.000 años del Sistema Solar.
    Pablo Javier Piacente