✨︎ Resumen (TL;DR):
- El físico Giovanni Barontini logró medir el tiempo dentro de un sistema cuántico aislado usando el movimiento de átomos.
- Utilizó 24,000 átomos de rubidio ultrafríos divididos por un láser para generar un “reloj interno” basado en la entropía.
- El hallazgo prueba de forma experimental que el tiempo puede surgir de interacciones cuánticas en lugar de ser un elemento absoluto.
El físico Giovanni Barontini, de la Universidad de Birmingham, construyó un miniuniverso cuántico con átomos ultrafríos que mide el paso del tiempo sin depender de un reloj externo. Este experimento ofrece la primera prueba controlada de que el tiempo puede surgir desde el interior de un sistema aislado.
Para lograrlo, Barontini enfrió aproximadamente 24,000 átomos de rubidio a una temperatura de apenas unas milmillonésimas de grado por encima del cero absoluto. Luego, dividió esta nube cuántica en dos partes utilizando una barrera de luz láser.
Una mitad quedó como el sector “brillante” (que se podía observar) y la otra mitad se mantuvo como el sector “oscuro” (oculto). Los átomos comenzaron a filtrarse de un lado a otro a través de la barrera láser, y fue precisamente este flujo de partículas el que funcionó como el reloj interno del sistema.
El sector brillante se expande hasta alcanzar un punto máximo y después se contrae hasta colapsar. Este proceso imita un pequeño Big Bang seguido de un Big Crunch, completando un ciclo que dura cerca de un décimo de segundo. Cuando la distribución de los átomos cambia, el tiempo avanza; si no hay movimiento, el tiempo simplemente se detiene, sin necesidad de recurrir a un segundero externo.
Un flujo constante gobernado por la entropía
En su estudio publicado en la revista científica Physical Review Research, Barontini demostró que este tiempo entrópico fluye siempre en una dirección constante, marcando una clara flecha del pasado hacia el futuro. Este mecanismo ordena los eventos correctamente incluso mientras el sistema se expande y se contrae.
Además, la velocidad de este tiempo cambia según la rapidez con la que se mueve la entropía entre ambos sectores. Si la barrera láser se eleva lo suficiente, el intercambio de entropía se reduce a cero, provocando que este miniuniverso sufra una “muerte térmica” en la que el tiempo entrópico se detiene por completo.
“Este estudio proporciona la primera evidencia experimental controlada de que el ‘tiempo’ se puede definir mediante cambios dentro de un sistema, en lugar de como el ‘reloj tictac’ externo en el que solemos pensar”, explicó Barontini, señalando que este enfoque “podría usarse para describir la dinámica de manera tan efectiva como el tiempo convencional”.
El experimento se basa en las mismas matemáticas aplicadas para modelar universos teóricos en la cosmología cuántica. Gracias a esto, preguntas complejas sobre el tiempo y la gravedad ahora pueden analizarse de forma directa en un laboratorio real.
Como reportó New Scientist, este trabajo plantea que el tiempo podría surgir a partir de interacciones cuánticas, en lugar de existir como una propiedad fundamental de la realidad. Aunque el sistema es una simulación analógica y no un cosmos literal, abre una vía de pruebas controladas para teorías que hasta ahora eran imposibles de demostrar fuera de las matemáticas.
