Primero, teletransportaron fotones, luego átomos e iones. Ahora un físico ha descubierto cómo hacerlo con la energía, una técnica que tiene profundas implicaciones para el futuro de la física.
En 1993, Charlie Bennett del Centro de Investigación Watson de IBM en el Estado de New York y algunos compañeros demostraron cómo transmitir información cuántica de un punto del espacio a otro sin atravesar el espacio intermedio.
La técnica depende del extraño fenómeno cuántico conocido como entrelazamiento, en el cual dos partículas comparten la misma existencia. Esta profunda conexión significa que una medida sobre una partícula afecta inmediatamente a la otra, incluso aunque estén separadas miles de años luz. Bennett y compañía descubrieron cómo explotar esto para enviar información. (La influencia entre las partículas puede ser inmediata, pero el proceso no viola la relatividad porque parte de la información tiene que enviarse de forma clásica a la velocidad de la luz). Llamaron a esta técnica teletransporte.
Esto no es una exageración de su potencial. Dado que las partículas cuánticas son indistinguibles salvo por la información que portan, no es necesario transmitirlas por sí mismas. Una idea mucho más simple es enviar la información que contienen y asegurarse de que hay listo un suministro de partículas en el otro extremo para que tomen su identidad. Desde entonces, los físicos han usado estas ideas para teletransportar realmente fotones, átomos e iones. Y no es difícil imaginar que las moléculas y tal vez incluso virus pudiesen teletransportarse en un futuro no muy lejano.
Pero Masahiro Hotta de la Universidad Tohoku en Japón ha aparecido con una idea mucho más exótica. ¿Por qué no usar los mismos principios cuánticos para teletransportar energía?
Hoy, basándose en un número de artículos publicados el año pasado, Hotta describe su idea y sus implicaciones. El proceso de teletransporte implica hacer una medida de cada una de las partículas entrelazadas. Señala que la medida de la primera partículas inyecta energía cuántica en el sistema. Entonces demuestra que eligiendo cuidadosamente la medida a realizar en la segunda partícula, es posible extraer la energía original.
Todo esto es posible debido a que siempre hay fluctuaciones cuánticas en la energía de cualquier partícula. El proceso de teletransporte te permite inyectar la energía cuántica en un punto del universo y luego aprovechar las fluctuaciones de energía cuántica para extraerla en otro punto. Por supuesto, la energía del sistema global no cambia.
Ofrece el ejemplo de una cadena de iones entrelazados que oscilan atrás y adelante en una trampa de campo eléctrico, algo similar a las bolas de Newton. Medir el estado del primer ión inyecta energía en el sistema en forma de un fonón, una oscilación cuántica. Hotta dice que realizando este tipo de medida en el último ión se extrae la energía. Dado que esto puede hacerse a la velocidad de la luz (en principio), el fonón no viaja a través de los iones intermedios por lo que no hay calentamiento en estos iones. La energía se transmite sin viajar a través del espacio intermedio. Esto es el teletransporte.
Cómo podríamos aprovechar la capacidad de teletransportar energía no está claro. Publica tus sugerencias en la sección de comentarios si tienes alguna.
Pero lo realmente apasionante de esto son las implicaciones que tiene para las bases de la física. Hotta dice que su aproximación da a los físicos una forma de explorar la relación entre la información cuántica y la energía cuántica por primera vez.
Hay un sentimiento creciente de que las propiedades del universo se describen mejor no mediante las leyes que gobiernan la materia, sino mediante las que gobiernan la información. Esto parece ser cierto para el mundo cuántico, es ciertamente verdad para la relatividad especial, y se está estudiando actualmente para la relatividad general. Tener una forma de manejar la energía de la misma forma puede ayudar a unir estas ramas en una sola.
Un material interesante. No hay forma de saber dónde podría llevarnos este tipo de pensamiento.
Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1002.0200: Energy-Entanglement Relation for Quantum Energy Teleportation
Fecha Original: 3 de febrero de 2010
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