Download Teletransporte
Document related concepts
no text concepts found
Transcript
Teletransporte -Una grande de mozarella y seis empadanas de pollo Marquitos. -Cómo no señora. ¿Delivery común o teletransporte? -Común, comúm. El teletransporter me anda fallando, sabés. Voy a tener que comprarme el importado. La escena es ilusoria, en un futuro hipotético en el que una tecnología improbable, el teletransporte, es de uso cotidiano. Improbable pero -ahora lo vemos- no imposible. Los que vieron La Mosca (en sus dos versiones) o recuerdan al capitán Kirk, en Viaje a las Estrellas ordenando “energize” reconocen la idea: un cuerpo desaparece en un lugar y aparece en otro. Es el tema en “Jumper”, dirigida por Doug Liman, en la que David (Hayden Christensen), el superhéroe de la película, adolece de una cautivante anomalía genética: con solo pensar puede transportarse instantáneamente de un lugar a otro. A pesar de que las críticas fueron pobres, me interesé por la película, por un lado porque algunas escenas están filmadas en Gallup Park, un parque de frondosa serenidad al borde del río Huron, a distancia caminable de mi casa en Ann Arbor. Pero sobre todo después de leer un artículo en el New York Times sobre su pre-estreno en un salón del Massachussets Institute of Technology (el “MIT”) y una discusión posterior en la que participaron Liman, Christensen y dos físicos, Edward Farhi and Max Tegmark, expertos en la física supuestamente relevante a la trama. En la función estaba también Warren Betts, el publicista detrás del proyecto, quien refirió su entusiasmo por la idea después de que un físico del California Institute of Technology le dijera que el teletransporte era una realidad en el mundo enigmático de la mecánica cuántica. La esperable conclusión del encuentro fue que el teletransporte, en su versión actual, tiene poco que ver con la película. En cambio, hubo acuerdo, por parte de los físicos, en que las buenas ficciones son invitaciones a la imaginación científica y a la reflexión sobre la verdadera imposibilidad de ciertas propuestas fantásticas. Me vino a la memoria un ensayo que me cautivó en la adolescencia, “Contracción increíble”, en el que Isaac Asimov desmenuza las imprecisiones científicas de la película “Viaje fantástico”. Un diplomático está a punto de ser asesinado. Para salvarlo, se achica un submarino a tamaño microscópico y se lo inyectan al flujo sanguíneo con una tripulación en la que está, nada menos, Raquel Welch. En un entretenido análisis Asimov muestra la imposibilidad de dicha contracción, entre otras cosas porque el submarino estaría sujeto al bombardeo errático de átomos de tamaño comparable al submarino mismo. Con el teletransporte la situación es distinta: se trata de una improbabilidad más que de una imposibilidad, insinuando un pasadizo comunicante bajo la divisoria de aguas entre la ciencia y la ficción. 1 La tecnología nos invita a extrapolar realidades. Si soy capaz de mandar un fax o escanear una foto y "teletransportarla" por mail a otro lugar casi instantáneamente, ¿llegará el día en que podamos hacer lo mismo con una persona o una porción de pizza? Miremos esto con más cuidado. Cuando mandamos un fax, lo que mandamos es una copia, un facsímil, y nos quedamos con el original. Con el teletransporte, tal como ocurre en "Jumper" o en otras variantes de ciencia ficción, la intención es teletransportar el original. El “transporter”, a la manera de algunos episodios de Viaje a las Estrellas, por ejemplo, sería una especie de escáner en el que el original desaparece y se convierte en energía. Esa energía es enviada, de algún modo, a otro lugar, donde se reconstruye en materia para conformar una copia idéntica, átomo por átomo, del original. Y aquí aparecen varias objeciones. La primera, bajo el cartel más luminoso de la física: E = mc 2 . En este caso, lo que la fórmula está diciendo es que al convertir a un ser humano de 70 Kg en energía se liberaría un equivalente a miles de bombas de hidrógeno; menos de un gramo de materia convertida en energía destruyó Hiroshima. En otras palabras, esa versión del transporter es impracticable. La segunda alternativa es, a la manera del fax, transportar la información de la configuración atómica precisa de un ser humano e idear algún método para reconstruirlo en otro lugar. Este método está expuesto a dos objeciones. La primera cuantitativa y la segunda más fundamental. En su libro “La Física de Viaje a Las Estrellas”, Lawrence Krauss estimó el número de discos rígidos (de mil gigabytes) necesarios para codificar a un ser humano y obtuvo una pila de cien años luz de altura. Varios lectores objetaron su estimación, pero sin bajar el número a algo práctico. La segunda objeción tiene que ver con la llamada mecánica cuántica: a nivel microscópico, es imposible extraer información del estado de los componentes atómicos sin alterarles su estado. Cada medición modifica irremediablemente el original. Por lo tanto, nunca es posible conocer el estado de un sistema contando con un único ejemplar. Lo más interesante de esta historia es que, pese a esta objeción fundamental, en 1993 un grupo de físicos, algunos de ellos del laboratorio de IBM encontraron un vericueto cuántico que, “destruyendo” la información del original, permite teletransportar la información completa para una partícula microscópica. La limitación del teletransporte sería entonces cuantitativa y no fundamental. Supongamos un futuro en el que la información completa de Carolina X es enviada casi instantáneamente de Tribunales a Palermo, donde es reconstruida, átomo por átomo a su configuración original. ¿Se trata de la misma Carolina X o de una mera reproducción? ¿Está toda la identidad de Carolina X contenida en sus átomos? Antes de empezar a escribir este artículo intercambié unos mensajes con Juan Pablo Paz, físico de la UBA con reputación internacional en información cuántica. Juan Pablo me refirió una anécdota de un seminario de Asher Peres, uno de los autores del famoso trabajo de 1993. Alguien de la audiencia le preguntó si había alguna esperanza de teleportar 'el alma' además del cuerpo. Asher respondió, ironizando: nosotros solamente teleportamos el alma, al cuerpo simplemente lo transportamos. Lo que Asher estaba insinuando es que el método de teletransporte cuántico involucra el envío de información, y no materia. En 2 nuestro ejemplo, esa información se usaría para reconstruir a Carolina X, con átomos distintos a la que la constituían en Tribunales. Nuestra identidad está en el orden, en la configuración de la materia que nos constituye y no en la materia misma. En la leyenda griega, después de matar al minotauro, Teseo vuelve a Atenas en un barco que los atenienses preservaron mucho después de su muerte. A medida que el barco se deterioraba le reemplazaban el entablado, siempre procurando que su aspecto fuera indistinguible del original. Al cabo de los años cada componente del barco era distinta de la inicial. ¿Era el mismo barco? --se preguntaron los filósofos. Para unos la identidad del barco estaba en su forma; para otros en su materia--cuya raíz etimológica es, justamente, “madera”. Si pensáramos en un barco en el que se reemplazó cada componente, átomo por átomo, diríamos, en lenguaje actual, que la identidad está en la forma. Nuestro cuerpo, como el barco de Teseo, es una estructura de células que se descartan y reemplazan. Creamos una nueva piel cada dos semanas, un hígado cada año y medio, y nuestro esqueleto se renueva en unos diez años. Si bien con las neuronas el tema es controvertido, es concebible que al morir seamos reproducciones de nosotros mismos en la juventud. La cuestión de la identidad es más que filosófica; es uno de los ejes de la mecánica cuántica: las partículas elementales, los constituyentes de los átomos, son absolutamente indistinguibles una de otra. Cada átomo de carbono suyo es idéntico a los míos; cada electrón carece de individualidad. Todavía más, en el mundo cuántico cada partícula microscópica no sólo es indistinguible de los demás sino que, de un modo peculiar, es indistinguible de sí misma. Un electrón dentro de un átomo existe simultáneamente en infinitos lugares cerca del núcleo atómico, y esos infinitos mellizos se constituyen en uno definido al ser detectados, al ser observados. Dicho de otra forma, no se le puede pedir coartadas al electrón. Esta propiedad enigmática está caricaturizada en la siguiente alegoría, en la que en lugar de infinitas posibilidades para la ubicación del electrón, un cubo está, simultáneamente, en dos estados posibles A y B. Después de un momento, nuestra mente se “engancha” con una de las dos perspectivas del cubo, A o B. Ese engancharse sería, a grandes rasgos, la detección, la transición de la multiplicidad (dos en este caso) a un estado definido. Ahora tomo dos cubos de tal modo que, si bien antes de la medición ignoramos la perspectiva de cada cubo, sabemos que tienen perspectivas opuestas: 3 Antes de la medición, los cubos 1 y 2 están “entrelazados”; están simultáneamente en las dos posibilidades, en sus dos identidades, pero uno en la opuesta del otro. Y si medimos el estado de uno de ellos inmediatamente sabemos el del otro. El entrelazamiento cuántico es un concepto sin un equivalente en nuestra intuición cotidiana, y es lo que diferencia la física cuántica de la clásica: en la física de Newton no hay entrelazamiento, cada cubo está o en A o en B, no en ambas perspectivas a la vez. El primer experimento de teletransporte cuántico, realizado en 1997, recurre al entrelazamiento para teletransportar, no un cubo, sino un fotón, un átomo de luz que, así como el cubo, puede estar en dos “perspectivas” mutuamente excluyentes: la polarización de la luz. Digamos que queremos teletransportar un cubo (un fotón) que está en Tribunales, mandando la información de su estado a Palermo. El estado del cubo (llamémosle cubo X) en Tribunales es una superposición de A y B, digamos, 30% de A y 70 % de B. Pero ignoramos la información de esos porcentajes; si lo midiéramos, el cubo pasaría a estar o en A o en B y destruiríamos la información. La salida está en acudir a dos cubos más, llamémosle T y P. El primer paso es prepararlos en un estado de entrelazamiento, como en el caso de los dos cubos que discutimos antes, y tranportar (no teletransoportar) el cubo P a Palermo preservando su entrelazamiento con T. Aunque parezca mentira, es posible tener dos fotones entrelazados a distancias grandes. En un experimento de teletransporte realizado en Viena en el 2004 se usaron fotones entrelazados a 600 metros de distancia, usando una fibra óptica tendida por las cloacas debajo del Danubio. El segundo “pase mágico” es entrelazar el cubo X con el T, los dos en Tribunales. Como resultado de ese nuevo entrelazamiento, el estado del cubo en Palermo cambia instantáneamente. En el tercer paso, un observador realiza una medición sobre el estado entrelazado de X y T en Tribunales y le pasa el resultado de esa medición, por teléfono, a un observador en Palermo. En ese proceso, el estado de X se destruye, pero con esa información el observador en Palermo está en condiciones de hacer una operación sobre el cubo P, sin medirlo, por ejemplo rotarlo sobre su eje, y de esa forma el cubo en Palermo pasa a estar en exactamente el mismo estado cuántico en que estaba X: se completó el teletransporte. ¿Se puede extender esto a la enormidad de átomos que componen a Carolina X o a una porción de pizza? Para teletransportar una pizza a la manera del grupo de IBM es necesario en primer lugar tener los átomos necesarios en casa y que esos átomos estén 4 cuánticamente entrelazados con sus correspondientes en la pizzería: muy improbable. En el 2001 la fuerza aérea norteamericana le encargó a Eric Davis, de la empresa Warp Drive Metrics un estudio de aplicabilidad (con un presupuesto relativamente modesto de 25 mil dólares) del teletransporte a objetos macroscópicos. La conclusión fue negativa. Sin embargo, el interés en el entrelazamiento y el teletransporte cuántico es fundamental para otras potenciales aplicaciones prácticas de la mecánica cuántica. Me comenta Juan Pablo que en el Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas (Citefa) en Buenos Aires, él y sus colaboradores están terminando de armar un laboratorio que permitirá trabajar con fotones entrelazados en los próximos meses. Pero, por ahora, delivery común y, de Tribunales a Palermo, el subte. Alberto Rojo, Ann Arbor, 10-3-08 5