Científicos buscan crear el primer agujero de gusano experimental en un laboratorio cuántico

El primer proyecto práctico para crear en el laboratorio un agujero de gusano que sirva de puente entre el espacio y el interior del universo fue presentado por la Universidad de Bristol.

Mediante un novedoso esquema informático, publicado en la revista Quantum Science and Technology, que aprovecha las leyes básicas de la física, esta tecnología del ‘contratransporte’ puede reconstituir un pequeño objeto a través del espacio sin que se cruce ninguna partícula. Entre otras cosas, supone una “prueba irrefutable” de la existencia de una realidad física que sustenta nuestra descripción más precisa del mundo, informa la Universidad de Bristol en un comunicado.

El físico Hatim Salih, autor del estudio, investigador honorario de los Laboratorios de Tecnología de Ingeniería Cuántica (QET) de la Universidad y cofundador de la empresa DotQuantum, explicó que “este es un hito por el que llevamos trabajando un montón de años. Proporciona un marco tanto teórico como práctico para explorar de nuevo enigmas perdurables sobre el universo, como la verdadera naturaleza del espacio-tiempo”.

La necesidad de portadores de información detectables que viajen cuando nos comunicamos ha sido una suposición profundamente arraigada entre los científicos, por ejemplo, una corriente de fotones que cruza una fibra óptica, o a través del aire, que permite a la gente leer este texto. O, de hecho, las innumerables señales neuronales que rebotan en el cerebro al hacerlo.

Esto es válido incluso para el teletransporte cuántico que, dejando a un lado Star Trek, transfiere información completa sobre un objeto pequeño, lo que permite reconstituirlo en otro lugar, por lo que es indistinguible de cualquier manera significativa del original, que se desintegra. Esto último garantiza un límite fundamental que impide la copia perfecta. En particular, la reciente simulación de un agujero de gusano en el procesador Sycamore de Google es esencialmente un experimento de teletransporte.

Hatim indicó que “he aquí la distinción tajante. Aunque el contratransporte logra el objetivo final del teletransporte, es decir, el transporte incorpóreo, lo hace sorprendentemente sin que haya portadores de información detectables que viajen a través de él”.

Los agujeros de gusano se popularizaron con la exitosa película Interstellar, que contaba entre su equipo con el físico y premio Nobel Kip Thorne, pero salieron a la luz hace aproximadamente un siglo como soluciones extravagantes a la ecuación de la gravedad de Albert Einstein, como atajos en el tejido del espaciotiempo.

Sin embargo, la tarea que define a un agujero de gusano transitable puede resumirse en hacer que el espacio sea transitable de forma disyuntiva, es decir, que no haya ningún viaje a través del espacio observable fuera del agujero de gusano.

El desafío de la contratransportación

Esta investigación pionera propone una forma de llevar a cabo esta tarea. “Para hacer realidad la contratransportación, hay que construir un tipo de computador cuántico totalmente nuevo: uno sin intercambio, en el que las partes comunicantes no intercambien partículas”, explica Hatim.

“A diferencia de los computadores cuánticos a gran escala, que prometen notables aumentos de velocidad y que nadie sabe aún cómo construir, la promesa de los ordenadores cuánticos sin intercambio, incluso a la escala más pequeña, es hacer posibles tareas aparentemente imposibles, como la contraportación, incorporando el espacio de forma fundamental junto con el tiempo”.

En colaboración con destacados expertos cuánticos británicos de Bristol, Oxford y York, se está planeando construir físicamente en el laboratorio este agujero de gusano que suena a otro mundo.

“El objetivo en un futuro próximo es construir físicamente un agujero de gusano en el laboratorio, que pueda utilizarse como banco de pruebas para teorías físicas rivales, incluso de gravedad cuántica”, añade Hatim.

“Este trabajo estará en la línea de las empresas multimillonarias que existen para presenciar nuevos fenómenos físicos, como el Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferómetro Láser (LIGO) y la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), pero con una fracción de los recursos. Nuestra esperanza es proporcionar, en última instancia, acceso remoto a agujeros de gusano locales para que físicos, aficionados a la física y entusiastas exploren cuestiones fundamentales sobre el universo, incluida la existencia de dimensiones superiores”.