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Retrofuturismo cuántico

Igual que la ficción steampunk combina el estilo victoriano con tecnología futurista, una nueva rama de la física actualiza la termodinámica del siglo XIX para aplicarla a los sistemas cuánticos modernos.

VIKTOR KOEN

En síntesis

La termodinámica, la rama de la física que se ocupa del calor y la eficiencia, surgió durante la Revolución Industrial. Los científicos tratan de actualizar sus leyes para aplicarlas a la computación, comunicación e información cuánticas.

Esta unión entre la ciencia del siglo XIX y la tecnología moderna recuerda a la mezcla de estilo victoriano e invenciones futuristas que caracteriza a la ficción steampunk, por lo que podemos referirnos a este campo como «steampunk cuántico».

Un éxito reciente del steampunk cuántico ha sido el diseño de un motor basado en principios cuánticos y termodinámicos. Por el momento se ha propuesto como un experimento mental, pero podría hacerse realidad en un futuro no muy lejano.

Londres, a una hora que hacía que Rosalind se alegrase de haberle birlado la capa negra a su hermano, en lugar de vestir la suya escarlata. La fábrica junto a la que se encontraba había dejado de arrojar humo durante la noche, pero pronto comenzaría a hacerlo de nuevo. Un ruido la hizo retroceder contra la pared de ladrillo. Levantó la vista y lanzó un grito ahogado. Un casco alargado surcaba el cielo. La oscuridad le impedía ver los detalles, pero no los necesitaba: seguro que tenía un candado de color bronce pintado en el lateral. Mellator había lanzado su dirigible.

Bienvenidos al steampunk, una corriente que se ha popularizado en la literatura, el arte y el cine en las últimas décadas. Sus historias suelen estar ambientadas junto a incipientes fábricas y en ciudades mugrientas, en la Inglaterra de la era industrial o en el salvaje Oeste: escenarios reales donde la tecnología estaba floreciendo. Pero estas obras van un paso más allá e incorporan invenciones futuristas, como autómatas y máquinas del tiempo, en una yuxtaposición de lo viejo y lo nuevo que crea una atmósfera de romanticismo y aventura. No es de extrañar que los entusiastas del steampunk compren sombreros de copa y corsés, se engalanen con bronce y cristal, y acudan en masa a las convenciones del género.

Esos aficionados sueñan con aventuras. Pero los físicos que trabajan en la intersección de la física cuántica, la teoría de la información y la termodinámica las viven. Del mismo modo que el steampunk combina tecnologías de ciencia ficción y estilo victoriano, el campo de la física moderna al que me gusta referirme como «steampunk cuántico» une la tecnología del siglo XXI con principios científicos del siglo XIX.

Nuestro objetivo es actualizar las leyes de la termodinámica (la disciplina que estudia el trabajo, el calor y la eficiencia) para satisfacer las exigencias de los experimentos, las teorías y las tecnologías de vanguardia. La termodinámica nació cuando las máquinas de vapor impulsaban la Revolución Industrial. Pero, a medida que los dispositivos se miniaturizan, la termodinámica y la información se juntan en sistemas cada vez más pequeños. El foco de atención se ha desplazado de los trenes a los nanomotores, los motores moleculares de las células vivas y los refrigeradores diminutos. Ahora tenemos que investigar cómo aplicar conceptos termodinámicos tradicionales como el calor, el trabajo y el equilibrio a los sistemas cuánticos modernos.

Física victoriana y ciencia milenial

En el año 1800, la máquina de vapor ya había sido inventada por Thomas Savery y Thomas Newcomen, y perfeccionada por James Watt y Matthew Boulton. Los intelectuales se preguntaban por la eficiencia con que esas máquinas podrían extraer agua de las minas y, de estos problemas prácticos, pasaron a cuestiones de la física fundamental, como por qué el tiempo fluye solo en un sentido [véase «El origen cósmico de la flecha del tiempo», por Sean M. Carrol; INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, agosto de 2008]. La termodinámica se desarrolló a partir de estas indagaciones.

Esta rama de la física describe sistemas de muchas partículas (por ejemplo, el vapor) en términos de propiedades macroscópicas como la temperatura, la presión, el volumen y la energía. Esta última puede transferirse en forma de trabajo o de calor. Mientras que el trabajo es energía bien organizada, que puede usarse con un propósito (girar la rueda de un molino, pongamos por caso), el calor es la energía del movimiento aleatorio, de las partículas que van de un lado a otro.

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