Cómo los físicos cuánticos 'revirtieron el tiempo' (y no lo hicieron)

Los físicos están de acuerdo Partículas de luz que experimentan transformaciones opuestas al mismo tiempo, como un hombre que se convierte en hombre lobo mientras que un hombre lobo se convierte en hombre En circuitos cuidadosamente diseñados, los fotones actúan como si el tiempo fluyera en una combinación cuántica de avance y retroceso.

"Por primera vez, tenemos algo así como una máquina de viajar en el tiempo en ambas direcciones", dijo Sonia Franke-Arnoldun físico cuántico de la Universidad de Glasgow en Escocia que no participó en la investigación.

Desafortunadamente para los fanáticos de la ciencia ficción, los dispositivos no tienen nada que ver con el DeLorean de 1982. Durante los experimentos, que fueron realizados por dos equipos independientes en China y Austria, los relojes del laboratorio continuaron avanzando constantemente. fraude. E incluso para los fotones, los investigadores debaten si la inversión de la flecha del tiempo es real o simulada.

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

"Puedes imaginar circuitos donde tu información fluya en ambos sentidos", dijo Julio Rubinoinvestigador de la Universidad de Bristol.

Cualquier cosa en cualquier momento y todo a la vez

Los físicos se dieron cuenta por primera vez hace una década de que las extrañas reglas de la mecánica cuántica desafían las nociones de tiempo del sentido común.

La esencia de la rareza cuántica es esta: cuando buscas una partícula, siempre la encontrarás en una ubicación única, similar a un punto. Pero antes de ser medida, la partícula actúa más como una onda; tiene una "función de onda” que se propaga y oscila a lo largo de múltiples rutas. En este estado indeterminado, una partícula existe en una mezcla cuántica de posibles ubicaciones conocida como superposición.

en papel publicado en 2013, Julio Chiribellaahora médico en la Universidad de Hong Kong, y los coautores propusieron un circuito que superpone eventos en series de tiempo, yendo un paso más allá de la superposición de ubicaciones en el espacio.Cuatro años más tarde, Rubino y sus colegas directamente demostrado experimentalmente Envían un fotón por una superposición de dos caminos: uno en el que experimenta el evento A y luego el evento B, y otro en el que experimenta B y luego A. En cierto sentido, cada evento parece causar el otro, un fenómeno que vino ser convocado causalidad no especificada.

No contentos con alterar el orden de los acontecimientos a medida que avanza el tiempo, Chiribella y su colega, Zixuan Liu, fijaron su mirada en la dirección de la marcha, o flecha, del tiempo mismo. Buscan un aparato cuántico en el que el tiempo entre. una superposición de fluir del pasado al 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 cuyo brazo pudiera girar hacia la izquierda o hacia la derecha. Imaginaron poner dicho sistema en superposición, como un músico, que gira simultáneamente el metrónomo del departamento cuántico de derecha a izquierda. esquema descrito para crear tal sistema en 2020.

Los magos ópticos inmediatamente comenzaron a construir flechas de tiempo de duelo en el laboratorio. El otoño pasado, dos equipos anunciaron el éxito.

Un juego con dos tiempos

Chiribella y Liu habían ideado un juego que solo el cronómetro cuántico podía vencer. Jugar al juego de la luz consiste en disparar a través de dos dispositivos de cristal, A y B. Al pasar a través del dispositivo, la polarización del fotón gira en una cantidad que depende de la configuración del dispositivo.

Antes de cada ronda del juego, el árbitro ajusta en secreto los widgets de una de dos maneras: el camino hacia adelante a través de A, luego hacia atrás a través de B, o cambiará la función de onda del fotón en relación con el camino invertido en el tiempo (hacia atrás a través de A, luego hacia adelante a través de B), o no. El jugador debe averiguar qué elección hizo el árbitro. Una vez que el jugador organiza los dispositivos y otros elementos ópticos como desee, envía un fotón a través del laberinto, tal vez dividiéndose en superposición en dos caminos usando un espejo medio plateado. El fotón termina en uno de los dos detectores. Si el jugador ha configurado recorre su laberinto de manera bastante inteligente, haciendo clic en el detector que tiene el fotón revelará la elección de un árbitro.

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