Físico descubre cómo teletransportar energía

En 1993, Charlie Bennett del Watson Research Center de IBM en el estado de Nueva York y algunos amigos mostraron cómo transmitir información cuántica de un punto a otro en el espacio sin atravesar el espacio intermedio.

La técnica se basa en el extraño fenómeno cuántico llamado entrelazamiento, en el que dos partículas comparten la misma existencia. Esta profunda conexión significa que la medición de una partícula influye inmediatamente en la otra, aunque estén a años luz de distancia. Bennett y compañía descubrieron cómo aprovechar esto para enviar información. (La influencia entre las partículas puede ser inmediata, pero el proceso no viola la relatividad porque alguna información tiene que enviarse clásicamente a la velocidad de la luz). Llamaron a la técnica teletransportación.

Eso no es realmente una exageración de su potencial. Dado que las partículas cuánticas son indistinguibles por la información que llevan, no hay necesidad de transmitirlas por sí mismas. Una idea mucho más simple es enviar la información que contienen y asegurarse de que haya un suministro listo de partículas en el otro extremo para asumir su identidad. Desde entonces, los físicos han utilizado estas ideas para teletransportar fotones, átomos e iones. Y no es demasiado difícil imaginar que las moléculas y quizás incluso los virus puedan ser teletransportados en un futuro no muy lejano.

Pero a Masahiro Hotta de la Universidad de Tohoku en Japón se le ha ocurrido una idea mucho más exótica. ¿Por qué no utilizar los mismos principios cuánticos para teletransportar energía?

Hoy, basándose en una serie de artículos publicados el año pasado, Hotta describe su idea y sus implicaciones. El proceso de teletransportación implica realizar una medición en cada uno de un par de partículas entrelazadas. Señala que la medición de la primera partícula inyecta energía cuántica en el sistema. Luego muestra que eligiendo cuidadosamente la medición a realizar en la segunda partícula, es posible extraer la energía original.

Todo esto es posible porque siempre hay fluctuaciones cuánticas en la energía de cualquier partícula. El proceso de teletransportación le permite inyectar energía cuántica en un punto del universo y luego explotar las fluctuaciones de energía cuántica para extraerla de otro punto. Por supuesto, la energía del sistema en su conjunto no cambia.

Da el ejemplo de una cadena de iones entrelazados que oscilan hacia adelante y hacia atrás en una trampa de campo eléctrico, un poco como las bolas de Newton. La medición del estado del primer ion inyecta energía en el sistema en forma de fonón, un cuanto de oscilación. Hotta dice que realizar el tipo correcto de medición en el último ión extrae esta energía. Dado que esto se puede hacer a la velocidad de la luz (en principio), el fonón no viaja a través de los iones intermedios, por lo que estos iones no se calientan. La energía se ha transmitido sin viajar a través del espacio intermedio. Eso es teletransportación.

Aún no está claro cómo podríamos explotar la capacidad de teletransportar energía. Publique sus sugerencias en la sección de comentarios si tiene alguna.

Pero lo realmente emocionante son las implicaciones que esto tiene para los fundamentos de la física. Hotta dice que su enfoque les da a los físicos una forma de explorar la relación entre la información cuántica y la energía cuántica por primera vez.

Existe una sensación creciente de que las propiedades del universo se describen mejor no por las leyes que gobiernan la materia, sino por las leyes que gobiernan la información. Esto parece ser cierto para el mundo cuántico, ciertamente es cierto para la relatividad especial y actualmente se está explorando para la relatividad general. Tener una manera de manejar la energía en pie de igualdad puede ayudar a unir estos diversos hilos.

Cosas interesantes. No se sabe adónde puede conducir este tipo de pensamiento.

Ref: arxiv.org/abs/1002.0200 : Relación energía-enredo para la teletransportación de energía cuántica

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