\n<\/aside>\n<\/p>\n
Los agujeros de gusano son un tropo cl\u00e1sico de la ciencia ficci\u00f3n en los medios populares, aunque solo sea porque proporcionan un dispositivo de trama futurista tan \u00fatil para evitar el problema de violar la relatividad con viajes m\u00e1s r\u00e1pidos que la luz. En realidad, son puramente te\u00f3ricos. A diferencia de los agujeros negros, que alguna vez se pens\u00f3 que eran puramente te\u00f3ricos, nunca se ha encontrado evidencia de un agujero de gusano real, aunque son fascinantes desde una perspectiva de f\u00edsica te\u00f3rica abstracta. Se le puede perdonar que piense que el estado no descubierto ha cambiado si solo lee los titulares de esta semana que anuncian que los f\u00edsicos han usado una computadora cu\u00e1ntica para hacer un agujero de gusano, informando sobre un nuevo art\u00edculo publicado en Nature.<\/p>\n
Dejemos las cosas claras de inmediato: este no es un agujero de gusano atravesable de buena fe, es decir, un puente entre dos regiones del espacio-tiempo que conecta la boca de un agujero negro con otro, a trav\u00e9s del cual puede pasar un objeto f\u00edsico, en cualquier forma f\u00edsica real. sentido. \u00abHay una diferencia entre que algo sea posible en principio y posible en la realidad\u00bb, dijo el coautor Joseph Lykken de Fermilab durante una rueda de prensa esta semana. \u00abAs\u00ed que no aguantes la respiraci\u00f3n por enviar a tu perro a trav\u00e9s de un agujero de gusano\u00bb. Pero sigue siendo un experimento bastante inteligente e ingenioso por derecho propio que proporciona una tentadora prueba de principio para los tipos de experimentos de f\u00edsica a escala cu\u00e1ntica que podr\u00edan ser posibles a medida que las computadoras cu\u00e1nticas contin\u00faan mejorando.<\/p>\n
\u00abNo es real; ni \u200b\u200bsiquiera se acerca a lo real; apenas es una simulaci\u00f3n de algo que no se parece a lo real\u00bb, escribi\u00f3 el f\u00edsico Matt Strassler en su blog. \u00ab\u00bfPodr\u00eda este m\u00e9todo conducir a una simulaci\u00f3n de un agujero de gusano real alg\u00fan d\u00eda? Tal vez en un futuro lejano. \u00bfPodr\u00eda conducir a hacer un agujero de gusano real? Nunca. No me malinterpreten. \u00a1Lo que hicieron es genial! Pero la exageraci\u00f3n en el prensa? Salvajemente, espectacularmente exagerado \u00ab.<\/p>\n\n Anuncio publicitario <\/span> <\/p>\n<\/aside>\nEntonces, \u00bfqu\u00e9 es esto que fue \u00abcreado\u00bb en una computadora cu\u00e1ntica si no es un agujero de gusano real? \u00bfUn an\u00e1logo? \u00bfUn modelo de juguete? La coautora Maria Spiropulu de Caltech se refiri\u00f3 a \u00e9l como un nuevo \u00abprotocolo de teletransportaci\u00f3n de agujeros de gusano\u00bb durante la sesi\u00f3n informativa. Podr\u00edas llamarlo una simulaci\u00f3n, pero como escribi\u00f3 Strassler, eso tampoco es del todo correcto. Los f\u00edsicos han simulado agujeros de gusano en computadoras cl\u00e1sicas, pero no se crea ning\u00fan sistema f\u00edsico en esas simulaciones. Es por eso que los autores prefieren el t\u00e9rmino \u00abexperimento cu\u00e1ntico\u00bb porque pudieron usar la computadora cu\u00e1ntica Sycamore de Google para crear un sistema cu\u00e1ntico altamente entrelazado y realizar mediciones directas de propiedades clave espec\u00edficas. Esas propiedades son consistentes con las descripciones te\u00f3ricas de la din\u00e1mica de un agujero de gusano atravesable, pero solo en un modelo te\u00f3rico simplificado especial del espacio-tiempo.<\/p>\n
Lykken lo describi\u00f3 a The New York Times como \u00abel agujero de gusano m\u00e1s peque\u00f1o y horrible que puedas imaginar hacer\u00bb. Incluso entonces, tal vez una \u00abcolecci\u00f3n de \u00e1tomos con ciertas propiedades similares a las de un agujero de gusano\u00bb podr\u00eda ser m\u00e1s precisa. Lo que hace que este avance sea tan intrigante y potencialmente significativo es c\u00f3mo el experimento se basa en algunos de los trabajos recientes m\u00e1s influyentes y emocionantes en f\u00edsica te\u00f3rica. Pero para comprender con precisi\u00f3n lo que se hizo y por qu\u00e9 es importante, debemos emprender un viaje algo serpenteante a trav\u00e9s de algunas ideas abstractas bastante embriagadoras que abarcan casi un siglo.<\/p>\n\nAgrandar
\/<\/span> Diagrama de la llamada correspondencia AdS\/CFT (tambi\u00e9n conocido como el principio hologr\u00e1fico) en f\u00edsica te\u00f3rica.<\/div>\nAPS\/Alan Stonebraker<\/p>\n<\/figcaption><\/figure>\n
Revisitando el principio hologr\u00e1fico<\/h2>\n Comencemos con lo que popularmente se conoce como el principio hologr\u00e1fico. Como he escrito anteriormente, hace casi 30 a\u00f1os, los f\u00edsicos te\u00f3ricos introdujeron la teor\u00eda alucinante que postula que nuestro universo tridimensional es en realidad un holograma. El principio hologr\u00e1fico comenz\u00f3 como una soluci\u00f3n propuesta a la paradoja de la informaci\u00f3n del agujero negro en la d\u00e9cada de 1990. Los agujeros negros, tal como los describe la relatividad general, son objetos simples. Todo lo que necesitas para describirlos matem\u00e1ticamente es su masa y su giro, adem\u00e1s de su carga el\u00e9ctrica. Por lo tanto, no habr\u00eda ning\u00fan cambio notable si arrojara algo a un agujero negro, nada que proporcionara una pista sobre qu\u00e9 podr\u00eda haber sido ese objeto. Esa informaci\u00f3n se pierde.<\/p>\n\n Anuncio publicitario <\/span> <\/p>\n<\/aside>\nPero surgen problemas cuando la gravedad cu\u00e1ntica entra en escena porque las reglas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica sostienen que la informaci\u00f3n nunca se puede destruir. Y en mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, los agujeros negros son objetos incre\u00edblemente complejos y, por lo tanto, deber\u00edan contener una gran cantidad de informaci\u00f3n. Jacob Bekenstein se dio cuenta en 1974 de que los agujeros negros tambi\u00e9n tienen entrop\u00eda. Stephen Hawking trat\u00f3 de demostrar que estaba equivocado, pero termin\u00f3 demostrando que ten\u00eda raz\u00f3n y concluy\u00f3 que los agujeros negros, por lo tanto, ten\u00edan que producir alg\u00fan tipo de radiaci\u00f3n t\u00e9rmica.<\/p>\n
Entonces, los agujeros negros tambi\u00e9n deben tener entrop\u00eda, y Hawking fue el primero en calcular esa entrop\u00eda. Tambi\u00e9n introdujo la noci\u00f3n de \u00abradiaci\u00f3n de Hawking\u00bb: el agujero negro emitir\u00e1 una peque\u00f1a cantidad de energ\u00eda, disminuyendo su masa en la cantidad correspondiente. Con el tiempo, el agujero negro se evaporar\u00e1. Cuanto m\u00e1s peque\u00f1o es el agujero negro, m\u00e1s r\u00e1pido desaparece. Pero, \u00bfqu\u00e9 sucede entonces con la informaci\u00f3n que conten\u00eda? \u00bfSe destruye realmente, violando as\u00ed la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, o se conserva de alguna manera en la radiaci\u00f3n de Hawking? <\/p>\n
Seg\u00fan el principio hologr\u00e1fico, la informaci\u00f3n sobre el interior de un agujero negro podr\u00eda codificarse en su \u00e1rea de superficie bidimensional (el \u00abl\u00edmite\u00bb) en lugar de dentro de su volumen tridimensional (el \u00abbulto\u00bb). Leonard Susskind y Gerard ‘t Hooft extendieron esta noci\u00f3n a todo el universo, compar\u00e1ndolo con un holograma: nuestro universo tridimensional en todo su esplendor emerge de un \u00abc\u00f3digo fuente\u00bb bidimensional.<\/p>\n
Juan Maldacena descubri\u00f3 a continuaci\u00f3n una dualidad crucial, t\u00e9cnicamente conocida como la correspondencia AdS\/CFT, que equivale a un diccionario matem\u00e1tico que permite a los f\u00edsicos ir y venir entre los lenguajes de dos mundos te\u00f3ricos (la relatividad general y la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica). Las dualidades en f\u00edsica se refieren a modelos que parecen ser diferentes pero que se puede demostrar que describen una f\u00edsica equivalente. Es un poco como el hielo, el agua y el vapor son tres fases diferentes de la misma sustancia qu\u00edmica, excepto que una dualidad mira el mismo fen\u00f3meno de dos maneras diferentes que est\u00e1n inversamente relacionadas. En el caso de AdS\/CFT, la dualidad es entre un modelo de espacio-tiempo conocido como espacio anti-de Sitter (AdS), que tiene una curvatura negativa constante, a diferencia de nuestro propio universo de De Sitter, y un sistema cu\u00e1ntico llamado teor\u00eda de campo conforme (CFT). ), que carece de gravedad pero tiene entrelazamiento cu\u00e1ntico.<\/p>\n
Es esta noci\u00f3n de dualidad la que explica la confusi\u00f3n del agujero de gusano. Como se se\u00f1al\u00f3 anteriormente, los autores del art\u00edculo de Nature no crearon un agujero de gusano f\u00edsico: manipularon algunas part\u00edculas cu\u00e1nticas enredadas en el espacio-tiempo plano ordinario. Pero se conjetura que ese sistema tiene una doble descripci\u00f3n como un agujero de gusano.<\/p>\n<\/p><\/div>\n
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