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  • Marzo 2017Nº 486

Física cuántica

Enredados en el espaciotiempo

El proyecto It from Qubit se propone investigar si el espacio y el tiempo surgieron a partir del entrelazamiento cuántico de pequeños fragmentos de información.

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Shakespeare escribió que el mundo es un gran escenario. Los físicos tienden a estar de acuerdo con él; para ellos, ese escenario no es otra cosa que el espacio, visto a menudo como un mero telón de fondo sobre el que transcurre una obra protagonizada por fuerzas y campos. Según esta visión de las cosas, el espacio mismo no estaría hecho de nada más.

Sin embargo, hace un tiempo que los expertos han comenzado a poner en duda esta forma de pensar. El espacio (o, usando el lenguaje de la relatividad, el espaciotiempo) podría estar compuesto de pequeños fragmentos de información. Al interaccionar entre sí, esas unidades básicas darían lugar al espaciotiempo y a propiedades como su curvatura, que, a su vez, origina la gravedad. De ser correcta, la propuesta no solo explicaría la naturaleza del espaciotiempo, sino que ayudaría a encontrar la largamente buscada teoría cuántica de la gravedad: una formulación que combinase la relatividad general y la mecánica cuántica, dos teorías fundamentales que no parecen llevarse especialmente bien. Esta emocionante posibilidad ha llevado a centenares de físicos a reunirse cada tres meses bajo el auspicio de un nuevo proyecto de investigación: It from Qubit.

Aquí it («eso») hace referencia al espaciotiempo en sí. Qubit designa la unidad básica de información en física cuántica, algo similar a los bits de nuestros ordenadores pero a nivel cuántico. La idea que alimenta el proyecto es la posibilidad de que el universo emerja a partir de una especie de código subyacente: si los físicos lograsen descifrarlo, entenderían finalmente la naturaleza cuántica de los sucesos a gran escala que tienen lugar en el cosmos. Uno de los encuentros de It from Qubit (IfQ) se celebró en julio de 2016 en el Instituto Perimeter de Física Teórica, en Ontario. Los organizadores esperaban la participación de unos 90 científicos, pero se encontraron con tantas solicitudes que terminaron admitiendo a 200 y organizando hasta seis sesiones simultáneas en otras universidades. «Creo que se trata de una de las líneas de investigación más prometedoras, si no la que más, para dar con una teoría cuántica de la gravedad», asegura Netta Engelhardt, investigadora posdoctoral en la Universidad de Princeton que, aun sin formar parte oficial de IfQ, ha asistido a algunos de sus encuentros.

Al conjugar la computación cuántica con el estudio del espaciotiempo y la relatividad general, el proyecto pone en contacto a dos grupos de expertos que no suelen colaborar mucho entre sí: por un lado, especialistas en teoría cuántica de la información; por otro, físicos de altas energías y teoría de cuerdas. Hace más de un año, la Fundación Simons, una organización privada que fomenta la investigación en ciencia y matemáticas, concedió la subvención que permitió poner en marcha IfQ y financiar los trabajos de investigación y las reuniones. Desde entonces, el interés por el proyecto ha aumentado y los sucesivos encuentros han congregado a un número cada vez mayor de investigadores, tanto miembros de la colaboración como otros que simplemente se sienten atraídos por la idea. «El proyecto intenta dilucidar cuestiones de gran importancia pero también muy complejas», señala Beni Yoshida, investigador posdoctoral del Instituto Perimeter y colaborador de IfQ. «La colaboración es necesaria, ya que se trata de un problema que una persona sola no puede resolver.»

Incluso los expertos que no forman parte de IfQ han tomado nota. «Si la relación con la teoría cuántica de la información se demuestra tan exitosa como algunos anticipan, podría desencadenar la próxima revolución en nuestra comprensión del espaciotiempo», sostiene Brian Greene, teórico de cuerdas de la Universidad de Columbia que no está implicado en IfQ. «Es algo de enorme importancia y muy emocionante», apostilla.

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