De
la ciencia ficción a la realidad
A escala microscópica, el Dr.
Horacio M. Pastawski -físico- es un maquinista que decide torcer
el destino de un tren compuesto de átomos para que regresen al
pasado. Analogía aparte, este logro científico permitirá
aplicaciones tales como la mejora de contrastes en imágenes por
resonancia magnética, la destrucción acústica de
cálculos y tumores, la mejora de una nueva generación de
computadoras, y también un uso académico, al ayudar a conciliar
los conceptos de la Física clásica con la revolucionaria
Mecánica Cuántica. Sin embargo, afirma que "por ahora,
es imposible crear una máquina del tiempo para que un hombre retroceda
al ayer".
El Eco de Loschmidt
Hay una paradoja en el trabajo del grupo que dirige el Dr. Pastawski en
la Facultad de Matemática, Astronomía y Física (Famaf)
de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC),
en "La Docta": en su laboratorio, el citado investigador es
capaz de volver el tiempo atrás a escala microscópica. No
obstante, este avance, hoy conocido en todo el mundo como Eco de Loschmidt,
le permite afirmar que el tiempo es irreversible a nivel macroscópico,
es decir, a nivel de lo visible a simple vista. "Por ahora, es imposible
crear una máquina del tiempo para que un hombre retroceda al pasado",
asegura.
La Naturaleza manda
En todas las leyes fundamentales que rigen la naturaleza la dirección
del tiempo no tiene un papel relevante. No se puede distinguir si el tiempo
va para adelante o para atrás. Entonces, siempre existió
la expectativa de regresar las cosas hacia atrás. Empero, la realidad
cotidiana muestra que el tiempo siempre va hacia delante. "Un ejemplo
es una gota de tinta que se deja caer en el agua y se dispersa. Aunque
ya en el siglo XIX el físico-químico austríaco Joseph
Loschmidt pensaba que si se pudieran revertir las velocidades de cada
uno de los átomos, la tinta se podría reconcentrar en la
gota inicial, es claro que implementar este camino inverso (que la tinta
diluida se concentre en una gota) parece imposible. Por lo tanto, el proceso
es, en apariencia, irreversible", explica el científico. La
idea clave fue darse cuenta de que controlar el movimiento de los átomos
equivale a manejar sus interacciones, sus energías. "El tiempo
y la energía siempre están asociados. Luego, revertir el
tiempo es revertir la energía. Si uno tuviera la manera de controlar
las energías de algún subsistema, éste realizaría
una reversión temporal", añade Pastawski, investigador
principal del CONICET.
La analogía sería la del maquinista de un tren que, tozudamente,
decide torcer el destino que le señalan las vías y poner
en reversa la máquina, volver hacia atrás.
El
trabajo en el LaNAIS
"Logramos realizar una reversión temporal en un sistema complejo:
los núcleos atómicos en un cristal compuesto por millones
de millones de átomos", asegura el físico. En el Laboratorio
Nacional de Investigación y Servicios de Resonancia Magnética
en Sólidos (LaNAIS
/ UNC / CONICET),
el equipo trabajó con cristales orgánicos moleculares. Generaron
una especie de mancha de tinta, en realidad un estado con cierto orden
magnético, que se dispersó en forma de ondas magnéticas
por el cristal cambiando sus propiedades magnéticas. Luego se aplicó
una secuencia de pulsos de radiación electromagnética (se
la conoce como "diablillo de Loschmidt") que logró revertir
este proceso: las ondas magnéticas regresaron por donde vinieron
hasta concentrarse en el punto donde fueron creadas, es decir, los átomos
volvieron a su estado inicial organizado para luego volver a decaer -de
allí su nombre "Eco de Loschmidt"-. Todo ello sucede
en milésimas de segundos. "Es un proceso complejo porque hablamos
de millones de millones de átomos juntos. Algo que, a pesar de
ser microscópico, parece incontrolable por la cantidad de interacciones,
de movimientos que hay entre ellos. Nosotros tuvimos un grado de control
en estas interacciones y logramos la reversión temporal",
describe Pastawski.
Paradoja de la
experiencia
Pero esta experiencia les señaló las limitaciones que tendría
una reversión temporal a escala macroscópica. Una de ellas
es intrínseca a la naturaleza: mientras más complejo es
el sistema, más inestable, y más predispuesto al caos. Un
error ínfimo repercutiría de manera catastrófica
en todo el sistema. Todo esto ocurre dentro de lo que se conoce como Mecánica
Cuántica, rama de la Física que describe el comportamiento
de la materia a escala atómica. El mundo cuántico no funciona
como el mundo cotidiano porque es antiintuitivo. Aquí la explicación
de Pastawski: "Cuando una pelotita de pinball choca contra un obstáculo
puede rebotar para la izquierda o para la derecha. Cuando esta bolita
está en el mundo cuántico, por ejemplo un electrón
chocando con un átomo, puede suceder que el electrón vaya
simultáneamente hacia ambos lados. Las dos alternativas ocurren
en forma simultánea". Y finaliza: "Justamente, esta perturbadora
paradoja en conjunción con la complejidad intrínseca de
un sistema con muchos átomos, determinan que la mecánica
cuántica presente una forma de caos o falta de predictibilidad.
Así, hablamos de que es imposible revertir el tiempo en sistemas
más complejos. Es impensable que un ser humano, con la complejidad
de energías y reacciones químicas que lo componen, pueda
regresar al pasado", remata nuestro maquinista del tiempo.
Realizó
sus estudios de posgrado en Santa Fe
El Dr. Pastawski es investigador principal del CONICET,
profesor titular y Vicedirector del Doctorado en Física de la UNC.
Como licenciado en Física fue becario del CONICET
en el INTEC
de nuestra ciudad. Realizó su tesis doctoral sobre sólidos
amorfos, con la dirección del Dr. Juan F. Weisz y la co-dirección
del Dr. Mario Passeggi, la que fue presentada en el Instituto Balseiro.
Ya como investigador en el Intec fue profesor en el Departamento de Posgrado
de la FIQ /
UNL y permaneció tres años
en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (EE. UU.) en condición
de científico visitante. En el proyecto que lleva a cabo trabaja
su esposa, la Dra. Patricia Levstein, quien es investigadora independiente
del CONICET, profesora
asociada de la UNC
y actual Secretaria de Ciencia y Tecnología de la citada universidad.
Se licenció en Química Biológica en la UNC
y desarrolló en el INTEC
una tesis doctoral en resonancia paramagnética electrónica,
bajo la dirección del Dr. Rafael Calvo, que presentó en
la FIQ / UNL.
Luego realizó una estadía posdoctoral en la Universidad
de Massachusetts (EE. UU.), de donde regresó para incorporarse
al INTEC
como investigadora.
En 1993, ambos se trasladaron a la Famaf
para iniciar una colaboración en el tema de esta nota empleando
un nuevo equipamiento del LaNAIS
de RMS que permitía abordar de manera experimental los problemas
de la dinámica cuántica. Recientemente, las posibilidades
experimentales se potenciaron gracias a un generoso subsidio de Antorchas.
Fuentes: Lucas Viano
(Diario "La
Voz del Interior") y Área de Comunicación Institucional
y Prensa del CONICET.
Adaptó: Lic. Enrique A. Rabe (ÁCS/Conicet
Santa Fe).
