Un físico construye un ‘mini-universo’ que mide el tiempo sin un reloj

Un físico de la Universidad de Birmingham ha construido un "mini-universo" cuántico a partir de átomos ultrafríos que mide el paso del tiempo sin ningún reloj externo, ofreciendo la primera evidencia experimental controlada de que el tiempo puede emerger desde dentro de un sistema aislado.

Un cosmos en átomos fríos

El profesor Giovanni Barontini enfrió aproximadamente 24.000 átomos de rubidio a unas pocas milmillonésimas de grado por encima del cero absoluto, y luego dividió la nube cuántica resultante en dos usando una pared de luz láser. Una mitad, el sector "brillante", podía ser observada, mientras que la otra permanecía como un sector "oscuro" oculto. Los átomos se filtraban de un lado a otro a través de la barrera láser, y fue precisamente este tráfico de partículas lo que sirvió como reloj interno del sistema.phys+1

El sector brillante se expande hacia afuera hasta alcanzar un máximo, luego se contrae y colapsa de nuevo —un pequeño Big Bang seguido de un Big Crunch—, con todo el ciclo desarrollándose en aproximadamente una décima de segundo. Cuando la dispersión de los átomos cambia, el tiempo avanza. Cuando nada se dispersa, el tiempo se detiene. No se requiere ningún segundero externo.scienceblog+1

El tiempo entrópico se comporta como el tiempo real

Al publicar sus hallazgos en Physical Review Research, Barontini demostró que este "tiempo entrópico" fluye en una dirección consistente, proporcionando una flecha clara del pasado al futuro. Ordena correctamente los eventos incluso a medida que el sistema se expande y contrae, y se acelera o desacelera dependiendo de la rapidez con la que la entropía se mueve entre los dos sectores. Cuando la barrera láser se eleva lo suficiente, el intercambio de entropía disminuye hasta casi desaparecer y el mini-universo deriva hacia una "muerte térmica" en la que el tiempo entrópico se detiene por completo.arxiv+2

"Este estudio proporciona la primera evidencia experimental controlada de que el 'tiempo' puede definirse por cambios dentro de un sistema en lugar de como el 'reloj que hace tictac' externo que consideramos como tiempo", dijo Barontini, añadiendo que el enfoque "podría usarse para describir la dinámica con la misma eficacia que el tiempo convencional".phys+1

Un nuevo banco de pruebas para la cosmología cuántica

El experimento se basa en las mismas matemáticas utilizadas para describir universos de juguete en cosmología cuántica, lo que significa que las preguntas cósmicas abstractas sobre el tiempo y la gravedad ahora pueden ser investigadas en un laboratorio real. Como informó New Scientist, el trabajo sugiere que el tiempo podría emerger de interacciones cuánticas en lugar de existir como una característica inherente de la realidad. El sistema es un análogo más que un cosmos literal, pero abre un banco de pruebas controlado para teorías que hasta ahora habían permanecido puramente teóricas, uniendo la gravedad cuántica y la física de laboratorio en una cámara de vidrio en Birmingham.newscientist+2