Inventan un condensador de flujo para romper la simetría temporal
El dispositivo crea túneles cuánticos por los que viajan ondas electromagnéticas, lo que sirve para investigar los ordenadores cuánticos y crear sistemas electrónicos más eficientes para móviles, antenas wifi y radares
En «Regreso al Futuro» el famoso DeLorean de Marti McFly y el científico Emmet Brown viaja por el tiempo gracias al «condensador de flujo», un aparatito capaz de romper las leyes de la física para viajar hacia atrás en el tiempo.
Ahora, científicos de Australia y Suiza han publicado un artículo en « Physical Review Letters » donde han propuesto el funcionamiento de un condensador de flujo real. Este dispositivo no permite viajar por el tiempo, pero está diseñado para romper la simetría de inversión temporal . Esto es un principio que se manifiesta cuando algunas variables físicas no cambian aunque se invierta, teóricamente, la dirección del tiempo. Si llevásemos esta idea a una mesa de billar, este principio de simetría temporal implicaría que al mover la flecha del tiempo podríamos «rebobinar» cualquier carambola y darle la vuelta a la velocidad de las bolas: ya fuera hacia delante o hacia atrás, los movimientos serían como la realidad y el reflejo de un espejo: simétricos.
En realidad, este fenómeno no ocurre en el mundo observable, ni por supuesto permite viajar en el tiempo. Pero sí que afecta a algunas variables físicas. Por eso, ocurre que a veces es una ventaja romper esta simetría temporal . En el mundo de las ondas, hacer que la entrada de una señal en un dispositivo no sea simétrica a la salida es una vía para mejorar la fiabilidad y la eficacia de los sistemas de comunicación. Esto es muy cierto en la tecnología de microondas que se usa en radares, wifi, móviles u ordenadores cuánticos.
« Por desgracia, este efecto no nos permite viajar por el tiempo », ha dicho en un comunicado Tom Stace, coautor del estudio e investigador en la Universidad de Queensland (Australia).
Su utilidad, por tanto, no es viajar a los Estados Unidos de los años sesenta o al lejano Oeste, sino sentar las bases de una nueva generación de condensadores electrónicos muy sofisticados. Por su función, sin embargo, es más correcto llamarlos anillos de flujo (magnético) o circuladores.
Estos dispositivos controlan la dirección en la que se mueven las señales de microondas. Esto es especialmente interesante cuando después de la entrada, las imperfecciones de los circuitos facilitan que la onda rebote y tienda a salir por donde ha entrado. Si se logra evitar esto, se aumenta la eficacia y se reduce la cantidad de información que se pierde.
El túnel cuántico
Para ello, este condensador de flujo conduce un flujo magnético y crea un túnel cuántico que «obliga» a la seña de microondas a seguir un camino determinado, que le hace moverse como si estuviera en una rotonda. Además lo han hecho por medio de superconductores y a una escala muy pequeña, lo que le hace en principio viable para dispositivos pequeños.
Entre sus posibles aplicaciones están las de aislar partes en un aparato experimental formado por sistemas cuánticos, muy sensibles a perturbaciones externas, lo que es clave en computación cuántica . Además, más a corto plazo, podría permitir el desarrollo de sistemas electrónicos más eficientes para teléfonos móviles, antenas wifi y radares , según señalan los autores.
Los investigadores han propuestos tres circuitos distintos para el condensador. Uno de ellos, y tal como han reconocido los autores, recuerda sospechosamente al condensador de flujo de «Regreso al futuro».
«Nuestra investigación es un importante paso adelante en la tecnología en la que los investigadores necesitan dirigir con precisión el control y la medición de las señales en torno a un ordenador cuántico», ha dicho Clemens Mueller, director de la investigación y científico de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (Suiza).
Tal como explica Juan José García Ripoll, investigador del Instituto de Física Fundamental (IFF-CSIC), en Madrid, la diferencia entre este condensador de flujo y la tecnología que ya existe es que este tipo de dispositivos usa imanes para dirigir las corrientes y evitar el movimiento «libre» de las señales (lo que rompe la simetría temporal). El nuevo sistema usa superconductores y puede ser más pequeño.
Este científico también explica que la física teórica invierte el tiempo en las ecuaciones. Pero volviendo a la mesa de billar, pronto es evidente que la realidad del mundo macroscópico no se deja regir por la simetría de inversión temporal. En el universo visible hay fenómenos como el rozamiento o la generación de calor que hacen que esta reversibilidad solo sea parcial.
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