Científicos crean simulación de un agujero de gusano y logran transmitir información
La teoría predice que un agujero de gusano es un atajo en el espacio y el tiempo. Ahora, los científicos han simulado este ‘túnel’ usando una computadora cuántica. No pueden enviar objetos, pero sí información.
Los agujeros de gusano son de los pocos fenómenos predichos por la física que hasta ahora no han sido observados. Estos atajos a través del espacio y el tiempo, que pueden conectar dos puntos muy lejanos en el universo, fueron teorizados en 1935 por Albert Einstein y Nathan Rosen, y desde entonces han intrigado a los científicos.
Ahora, un equipo estadounidense conformado por investigadores de Harvard, el Instituto de Tecnología de California, el MIT, entre otros; presenta la primera simulación de un agujero de gusano, la cual se ha realizado en la computadora cuántica Google Sycamore. Según los resultados de su experimento, publicados el último miércoles en la revista Nature, se ha logrado transmitir información de un punto a otro mediante este atajo.
¿Cómo se ha simulado este agujero de gusano?
Se ha demostrado teóricamente que este fenómeno puede generarse cuando dos agujeros negros están conectados de modo que funcionarían como los extremos de un túnel (el agujero de gusano).
Representación de un agujero de gusano. Imagen: Adobe Stock
Lógicamente, no es viable crear dos agujeros negros conectados en un laboratorio. Por ello, el equipo de científicos recurrió al mundo de las partículas subatómicas, las cuales experimentan un fenómeno ampliamente demostrado: el entrelazamiento cuántico.
Cuando dos partículas (A y B) —por ejemplo, electrones— interactúan entre sí, pueden entrelazarse, es decir, compartir un mismo estado cuántico. Esto significa que lo que le ocurra a A se reproducirá a B.
Esto abre la posibilidad de la teletransportación cuántica, la cual se produce, por ejemplo, si una partícula C se entrelaza con A. Esa tercera pierde sus propiedades, las cuales son transferidas a B: la información se esfuma en un punto y aparece en otro.
El mejor entorno que hallaron para probar estos fenómenos fue una computadora cuántica, cuyos circuitos integrados operan con bits cuánticos o cúbits, los cuales son partículas entrelazadas.
De ese modo, dispusieron dos conjuntos separados de cúbits (todos entrelazados), que representarían los extremos del agujero de gusano.
Luego, insertaron un nuevo cúbit en uno de los conjuntos y observaron cómo todas sus propiedades se replicaban en los demás de ese extremo. Acto seguido, esa información desapareció y apareció en el otro conjunto de partículas, del mismo modo que ocurriría si un objeto entra en un extremo del agujero de gusano y se manifiesta por el otro.
Representación de las partículas entrelazadas y su equivalente en un agujero de gusano. Imagen: Nature
Un nuevo paso hacia la gravedad cuántica
El experimento supone un paso importante hacia la unificación de las dos teorías que explican la realidad, pero que son incompatibles: la relatividad general, que describe cómo la materia y la energía deforman el espacio-tiempo y generan gravedad; y la mecánica cuántica, que explica el comportamiento de los átomos y las partículas subatómicas.
Dado que los agujeros de gusano han sido teorizados con base en la gravedad descrita por la relatividad general, poderlos representar mediante un fenómeno propio de la mecánica cuántica nos permite comprender mejor una hipótesis que ha ganado terreno en las últimas décadas: la gravedad cuántica.
La existencia de una gravedad cuántica establecería una base para esa ansiada teoría unificada o teoría del todo. Es por ello que otras investigaciones buscan validar dicha hipótesis.
Lo conseguido por el nuevo experimento “es muy interesante porque con un ordenador más potente se podrían simular sistemas macroscópicos (estructuras visibles) y estudiar los efectos de la gravedad cuántica en ellos”, explica a El País Alberto Casas, profesor del Instituto de Física Teórica (IFT) de España.