Según la relatividad general, la presencia de un objeto masivo ralentiza el flujo del tiempo. Esto significa que un reloj colocado cerca de un objeto masivo funcionará más lentamente en comparación con uno idéntico que esté más lejos.
Sin embargo, las reglas de la teoría cuántica permiten que cualquier objeto se prepare en un estado de superposición. Un estado de superposición de dos ubicaciones es diferente a colocar un objeto en una u otra ubicación al azar; es otra forma de que un objeto puedaexistir, permitido por las leyes de la física cuántica.
Una de las preguntas abiertas en física es: ¿Qué sucede cuando un objeto lo suficientemente masivo como para influir en el flujo del tiempo se coloca en un estado de superposición cuántica?
Este es un tema controvertido: algunos físicos afirman que tales escenarios son fundamentalmente imposibles; algunos mecanismos nuevos deben impedir que se forme la superposición en primer lugar, mientras que otros desarrollan teorías enteras basadas en el supuesto de que esto es posible.
"Comenzamos abordando una pregunta: ¿qué mediría un reloj si estuviera influenciado por un objeto masivo en un estado de superposición cuántica?", Explica Magdalena Zych de la Universidad de Queensland.
Los científicos esperaban enfrentar los obstáculos que hacían imposible el escenario, pero, sorprendentemente, utilizando la física estándar de los libros de texto pudieron describir exactamente lo que sucede.
Así descubrieron que cuando un objeto masivo se coloca en una superposición cuántica cerca de un conjunto de relojes, su orden de tiempo puede volverse realmente cuántico, desafiando cualquier descripción clásica.
Caslav Brukner, coautor de la Universidad de Viena y la Academia de Ciencias de Austria, agregó que el régimen en el que podría surgir el orden del tiempo cuántico es bastante remoto de nuestra experiencia cotidiana, "pero la idea más importante de nuestro trabajo es que el orden del tiempo cuántico esen lo posible, y que da como resultado nuevos efectos físicos ".
Para ilustrar lo que sucede, imagine un par de naves espaciales entrenando para una misión. Se les pide que se disparen el uno al otro en un momento específico e inmediatamente enciendan sus motores para esquivar el ataque del otro. Si alguna de las naves también disparatemprano, destruirá al otro, y esto establece un orden de tiempo inconfundible entre los eventos de disparo. Si un agente poderoso pudiera colocar un objeto suficientemente masivo, digamos un planeta, más cerca de una nave, ralentizaría su conteo de tiempo.Como resultado, la nave más alejada de la masa disparará demasiado pronto para que la primera escape.
Las leyes de la física cuántica y la gravedad predicen que al manipular un estado de superposición cuántica del planeta, las naves pueden terminar en una superposición de cualquiera de ellas siendo destruidas. Tal estado de superposición, que involucra dos sistemas, se llama enredado.Un nuevo trabajo muestra que el orden temporal entre los eventos puede exhibir superposición y entrelazamiento, características genuinamente cuánticas de particular importancia para probar la teoría cuántica frente a alternativas. El resultado ahora puede usarse como un campo de prueba teórico para marcos para la gravedad cuántica, y así ayudar aavanzar en la formulación de la teoría correcta de la gravedad cuántica.
El estudio también será relevante para futuras tecnologías cuánticas. Las computadoras cuánticas que explotan el orden cuántico de realizar operaciones podrían vencer a los dispositivos que operan usando solo secuencias fijas. Las implementaciones prácticas de orden temporal cuántico no requieren condiciones extremas, como los planetas en superposición- y puede simularse sin el uso de la gravedad. El descubrimiento de las propiedades cuánticas del tiempo puede conducir a mejores dispositivos cuánticos en la próxima era de las computadoras cuánticas.
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Materiales proporcionado por Universidad de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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