Hotta descubrió, para su sorpresa, que una simple secuencia de eventos podría, de hecho, inducir al vacío cuántico a volverse negativo, entregando energía que aparentemente no tenía. “Primero pensé que estaba equivocado”, dijo, “así que calculé de nuevo y revisé mi lógica. Pero no pude encontrar ningún defecto”.
El problema surge de la extraña naturaleza del vacío cuántico, que es un tipo peculiar de nada que se acerca peligrosamente a parecerse a algo. El principio de incertidumbre prohíbe que cualquier sistema cuántico se establezca en un estado perfectamente silencioso de energía exactamente cero. Como resultado, incluso el vacío siempre debe crepitar con fluctuaciones en los campos cuánticos que lo llenan. Estas fluctuaciones interminables imbuyen cada campo con una cantidad mínima de energía, conocida como energía de punto cero. Los físicos dicen que un sistema con esta energía mínima está en estado fundamental. Un sistema en su estado fundamental es un poco como un automóvil estacionado en las calles de Denver. Aunque está muy por encima del nivel del mar, no puede bajar más.
Ilustración: Revista Quanta
Y, sin embargo, Hotta parecía haber encontrado un garaje subterráneo. Se dio cuenta de que para abrir la puerta solo tenía que explotar un enredo intrínseco en el crepitar del campo cuántico.
Las fluctuaciones incesantes del vacío no se pueden usar para alimentar una máquina de movimiento perpetuo, por ejemplo, porque las fluctuaciones en un lugar dado son completamente aleatorias. Si imagina conectar una batería cuántica de fantasía al vacío, la mitad de las fluctuaciones cargarían el dispositivo mientras que la otra mitad lo agotaría.
Pero los campos cuánticos están entrelazados: las fluctuaciones en un lugar tienden a coincidir con las fluctuaciones en otro lugar. En 2008, Hotta publicó un artículo que describe cómo dos físicos, Alice y Bob, podrían explotar estas correlaciones para extraer energía del estado fundamental que rodea a Bob. El esquema es algo como esto:
Bob se encuentra en necesidad de energía, quiere cargar esa batería cuántica de fantasía, pero todo a lo que tiene acceso es al espacio vacío. Afortunadamente, su amiga Alice tiene un laboratorio de física totalmente equipado en un lugar lejano. Alice mide el campo en su laboratorio, inyectando energía allí y aprendiendo sobre sus fluctuaciones. Este experimento saca el campo general del estado fundamental, pero hasta donde Bob puede decir, su vacío permanece en el estado de energía mínima, fluctuando aleatoriamente.
Pero luego, Alice le envía un mensaje de texto a Bob con sus hallazgos sobre la aspiradora alrededor de su ubicación, esencialmente diciéndole a Bob cuándo enchufar su batería. Después de que Bob lea su mensaje, puede usar el nuevo conocimiento para preparar un experimento que extrae energía del vacío, hasta la cantidad inyectada por Alice.
“Esa información le permite a Bob, si lo desea, cronometrar las fluctuaciones”, dijo Eduardo Martín-Martínez, físico teórico de la Universidad de Waterloo y el Perimeter Institute que trabajó en uno de los nuevos experimentos. (Agregó que la noción de tiempo es más metafórica que literal, debido a la naturaleza abstracta de los campos cuánticos).
Bob no puede extraer más energía de la que puso Alice, por lo que la energía se conserva. Y carece de los conocimientos necesarios para extraer la energía hasta que llega el texto de Alice, por lo que ningún efecto viaja más rápido que la luz. El protocolo no viola ningún principio físico sagrado.