Fantasías de ciencia-ficción en los medios

Los principales medios de comunicación adolecen demasiado a menudo del rigor necesario para informar acerca de determinadas investigaciones científicas. Es ahí donde nos encontramos con titulares sensacionalistas que nada tienen que ver con los estudios reales y que más bien parecen anuncios de fantasías más propias de la ciencia-ficción.

Según los principios de la termodinámica un sistema físico (como el esquema de la figura de la izquierda) tiende a

evolucionar hacia un estado más desordenado o de menor energía (como el esquema de la figura de la derecha)

de manera espontánea e irreversible. Teóricamente, y sólo teóricamente, se podría diseñar un sistema físico capaz

de revertir exactamente a sus condiciones termodinámicas iniciales. Sin embargo tales aproximaciones no son posibles

para los sistemas macroscópicos del mundo que nos rodea. 

      La noticia saltaba hace unos días y diferentes medios se hacían eco de ella. Así que, para ponernos en situación, aquí viene una relación de algunos titulares:

Consiguen en un laboratorio que el tiempo fluya hacia atrás (ABC).
La primera máquina del tiempo cuántica consigue retrasar una fracción de segundo el tiempo (El Español).
Un grupo de físicos hace retroceder el tiempo con un ordenador cuántico (20minutos).
La decepcionante historia de los rusos que enviaron un electrón al pasado (El País).

Podría poner unos cuantos más, pero creo que ya es suficiente para que tengamos claro de lo que estamos hablando. De todos los titulares, sólo el ultimo de la muestra deja más o menos claro de qué va en realidad el asunto. Porque lo que muchas personas, que han sentido interés por esta noticia, han llegado a creer es que realmente sería posible viajar hacia atrás en el tiempo o, cuanto menos, estaríamos dando los primeros pasos en esa dirección. Es decir, que de aquí a unas décadas a lo sumo ya estaremos en disposición de adquirir un DeLorean volador para poder vivir nuestro particular "regreso al futuro", o quizás algo menor, construir una máquina del tiempo mucho más vintage (con colorido parasol giratorio incluido) para viajar unos cuantos miles de años adelante y enfrentarnos a los temibles morlocks caníbales.

     Y esta no es la única noticia de carácter científico publicada en los últimos tiempos que nos ha hecho soñar con esas fantasías propias de las novelas y films de ciencia-ficción. Otra de ellas está relacionada con el teletransporte y, una vez más, los medios se hicieron eco de ella con toda una serie de titulares efectistas. He aquí otra selección:

Hallan, por vez primera, la forma de teletransportar un organismo vivo (ABC).
Más cerca del teletransporte de un organismo (Europa Press).
Hallan la forma de teletransportar un organismo vivo (Revista Enigmas).

En resumen, que dentro de no mucho podremos enrolarnos a bordo del Enterprise y vivir aventuras galácticas en compañía del capitán Kirk y el señor Spock. Olvidémonos de coger el coche o el avión para viajar de un sitio a otro, ya que podremos desmaterializarnos en nuestras casas y materializarnos donde queramos en un instante.

Teletransportarnos, viajar en el tiempo hacia atrás o adelante a voluntad... ¿Serán posibles estas cosas dentro de unos cincuenta o cien años? Por lo que nos están diciendo todas, o casi todas, las noticias que hemos visto ya estaríamos en ello. Pero una cosa es lo que se nos cuenta en las secciones de "divulgación científica" de determinados medios y otra muy distinta los trabajos en los que se basan dichos artículos. Ahí es donde vemos la tendencia, o más bien la intención deliberada, de buscar el titular impactante para captar la atención del lector, que termina imponiéndose claramente sobre el rigor científico o incluso el periodístico. Porque muchas veces en las líneas de más abajo termina matizándose lo que se decía en el texto de cabecera, hasta tal punto que la expectación generada termina desinflándose por completo. En otros casos las explicaciones son tan vagas, o incluso burdas, que evidentemente no aclaran nada y lo dejan todo en manos de la fe. Es decir, que si nos han dicho que unos científicos de no se qué universidad o centro de investigación han conseguido teletransportar materia, o en su defecto han logrado enviar un electrón al pasado, no los creemos y punto; que para eso debe de tratarse de gente muy sesuda perfectamente capaz de eso y mucho más.

     Sin embargo basta con indagar un poco en portales especializados en temas de divulgación científica, donde a menudo escriben especialistas de las más diversas disciplinas, para descubrir que los citados logros no lo son realmente, ya que los trabajos que se citan poco o nada tienen que ver con lo que nosotros entendemos que es viajar en el tiempo o teletransportarnos, teniendo siempre en mente lo que nos muestra la ciencia-ficción. Los ejemplos que vienen a continuación son una muestra de esta tergiversación con fines sensacionalistas, ya que vamos a tratar de explicar de la forma más sencilla posible qué diantres dicen los artículos de investigación a los que nos hemos referido. Sólo así podremos discernir realmente el grado de exactitud, o distorsión, con que han sido recogidos en los medios generalistas.

El trabajo de Lesovik, Sadovskyy y compañía. Una simulación informática en un ordenador cuántico.      

     Para aquellos que quieran profundizar en una explicación más rigurosa recomiendo el artículo Sobre el supuesto electrón que viajó al pasado, del portal "La Ciencia de la Mula Francis" (Naukas), o incluso pueden redirigirse directamente al artículo original, que fue publicado en inglés en Scientific Reports. Dado que para entender bien de qué va el trabajo se precisa de una cierta base en Matemáticas, Física cuántica y computación cuántica, algo que supera mi nivel de conocimientos, aquí sólo trataré de resumir con conceptos sencillos su contenido. Por eso remito a los enlaces de más arriba para el tenga mayor formación en estas materias.

     En esencia lo que los investigadores rusos han hecho es simular en un ordenador cuántico de cinco qubits, denominado Ibmx4 Tenerife, el choque de una partícula con una impureza. Esta simulación no incluye electrones ni nada parecido, sino más bien unos entes teóricos llamados bosones escalares (que tienen por espín un número entero), como tampoco da lugar a inversión alguna de la flecha del tiempo.

En el esquema de arriba la diferencia entre un bit informático "tradicional"

y un qubit propio de la computación cuántica. Mientras que en la primera

sólo podemos manejar información de forma binaria (como ceros y unos), la 

segunda nos permite plantear múltiples soluciones de cálculo a la vez. A saber,

se plantean todas las posibles respuestas a la vez mejorando asombrosamente

la velocidad de proceso.

De esta manera lo que los investigadores pretendían hacer es simular cómo evoluciona un sistema físico reversible, obviamente virtual y muy simplificado ¿Qué es eso de un sistema reversible? Pues básicamente un modelo teórico donde dicho sistema es capaz de revertir a su estado original termodinámicamente hablando. Simplificando bastante podemos decir que estas cosas no pueden pasar en el mundo real y macroscópico. Podemos dejar caer un vaso a suelo y ver cómo se hace añicos, pero no podemos esperar que se recomponga por sí solo. De la misma manera cuando un animal, o una persona, terminan muriendo se descomponen y desaparecen. Sin embargo lo que nunca veremos es un conjunto de huesos recuperando mágicamente la carne que los rodeaba, los órganos, la piel y todo lo demás, para al final asombrarnos ante la resurrección de la criatura antes carente de vida. Es de esto de lo que hablamos cuando decimos que los sistemas macroscópicos no son reversibles y, de ser posible que pudiera darse semejante fenómeno, tendríamos la impresión de ir hacia atrás en el tiempo. Algo así como dar marcha atrás a una grabación en nuestro aparato de vídeo.

     Pero claro, una cosa es el mundo real y otra por completo diferente lo que podemos simular mediante un ordenador cuántico. Esto es así porque, mientras que los métodos computacionales clásicos (los de los ordenadores de toda la vida, vamos) no suelen ser reversibles, los de la computación cuántica sí lo son. Y dado que las operaciones cuánticas son reversibles porque son unitarias (para el que quiera saber un poco más por qué remito de nuevo al enlace del principio de este apartado), pueden simular de esta manera hipotéticos sistemas físicos reversibles. Y en esencia eso es todo. Bueno, no todo. Al principio el artículo teoriza con la posibilidad de que esa misma simulación informática que van a presentar pueda predecir la probabilidad de que se dé alguna clase de inversión temporal espontánea para una partícula dada, como por ejemplo un electrón. Se nos explica, siempre en términos hipotéticos, que al menos una de tales inversiones podría haberse dado en algún momento a lo largo de la historia del Universo (desde el Big Bang hasta hoy), si bien tampoco es demasiado probable que realmente se haya producido. En definitiva ésta es, desde luego, la parte menos rigurosa del trabajo, porque se basa en cálculos sencillos y aproximados a modo de reflexión metafísica antes de entrar en materia. O dicho de otra manera, los investigadores han usado dicha reflexión a modo de gancho con tal de atraer la atención sobre su trabajo, no vaya a ser que se queden sin fondos para sus proyectos (y esto último es una traviesa suposición mía).

    Qué duda cabe que, de entrada, lograron su objetivo. Todo y que después la cosa se desinflara al descubrir que seguiremos sin poder viajar hacia atrás en el tiempo. Lo que queda al final no es más que un simple ejercicio teórico, para estimular la curiosidad de aquellos que quieran trabajar en el campo de la computación cuántica y busquen estudiar cómo ésta puede simular todo tipo de sistemas teóricos reversibles. Nada que parezca especialmente apasionante para los profanos en la materia.

La hipótesis de Li Tongcang y Yi Zhang-Qi. Trasferir el estado cuántico de un sistema complejo (como un microorganismo) a otro distante.

     Aquí como en el caso anterior enlazo el artículo original donde los investigadores plasman su hipótesis (que por supuesto se ha publicado en inglés), que no es más que una propuesta teórica que todavía no se ha llegado a plasmar en ningún ensayo real. Todo esto se basa en un fenómeno denominado superposición cuántica, un principio fundamental de la mecánica cuántica que indicaría que cualquier sistema físico (ya sea una simple partícula o un objeto mayor y más complejo) existe en parte en todos sus posibles estados teóricos de manera simultánea, pero cuando se miden sus propiedades da un único resultado de entre todas las posibles configuraciones. La alegoría que se suele emplear para ejemplificar dicho fenómeno cuántico es la archi famosa paradoja del gato de Schrödinger (en honor al famoso físico del mismo nombre), en donde un infortunado minino permanece encerrado en una caja junto con una ampolla de veneno. La ampolla podría haberse roto, en cuyo caso el gato estaría muerto, pero también podría darse el caso contrario y seguiría vivo. Como no podemos averiguarlo sin abrir la caja, mientras no lo hagamos y la duda persista se puede considerar que el gato está vivo y muerto al mismo tiempo. Estos dos estados opuestos simultáneos serían un explicación muy simplificada, sin nada de aparato matemático que la sostenga, para tratar de entender cómo funciona la superposición cuántica.

Esquema del experimento planteado por los investigadores chinos Tongcang y Zhang-Qi.

Se trataría de aprovechar el fenómeno de la superposición para trasferir los estados cuánticos

de una bacteria a otra distante, ambas de propiedades idénticas. Tal cosa ya se ha logrado para

entidades muchísimo más simples, tales como partículas o minúsculas láminas metálicas. 

     

     Tampoco es cuestión de extenderse aquí con términos técnicos demasiado complejos y que también superan mi nivel de conocimientos, así que pasaré a explicar de forma lo más sencilla posible que fue lo que propusieron los investigadores. Aprovechando la superposición sería posible trasferir, o teletransportar dicho de forma más efectista, el estado cuántico desde una bacteria a otra que podría encontrarse en cualquier ubicación alejada (sólo unos metros o incluso años luz, eso no importa). El estado cuántico es uno de los posibles estados físicos que tiene un determinado sistema en un momento dado, por lo que está íntimamente relacionado con la superposición. Así que lo que se plantea es trasferir ese estado entre dos sistemas de características similares que están separados entre sí, ya sean dos partículas (fotones, electrones...), láminas de metal o microorganismos. Para elementos mucho más simples como partículas esta trasferencia ya se ha logrado experimentalmente. Y en esto hay que ser muy claros, se trasfiere un estado, pero las cosas no desaparecen por arte de magia de un sitio y se materializan instantáneamente en otro. Eso por el momento pertenece al terreno de la fantasía pura y dura y, nada de lo que sabemos actualmente, nos dice que algún día vaya a ser posible.

     Así que se trata de eso, en principio algo que no tiene demasiado que ver con lo que hacían los protagonistas de Star Trek. Y para que la cosa resulte son necesarias una serie de premisas. En primer lugar hay que criogenizar el elemento en cuestión para llevarlo a temperaturas próximas al cero absoluto (-273º C), para que únicamente se manifiesten los fenómenos cuánticos y nada más interfiera (sobra decir lo que le sucede a la inmensa mayoría de organismos vivos cuando son llevados hasta esa temperatura extremadamente baja). En segundo lugar, como lo que en realidad se trasfiere es el estado cuántico del centro de masas del sistema, para un elemento como una bacteria por ejemplo se trataría de trasferir el estado cuántico del sistema combinado del microorganismo y la membrana criogenizada a la que se adhiere (pues en alguna superficie tendrá que estar depositado el bichito). En tercer lugar, y de esto ya se ha dicho algo antes, la trasferencia indica que ha de haber otro elemento o sistema físico receptor que tenga unas características comparables a la del donante, puesto que no podemos trasferir estados cuánticos a la nada. Y en cuarto lugar, al realizar la trasferencia, el estado cuántico del sistema donante queda destruido, es decir, que éste pierde sus propiedades porque las ha donado a otro sistema alejado de él. El diseño del experimento sería algo bastante complicado que implicaría es uso de ciertos cachivaches como resonadores y demás, pero en esencia el concepto básico es el mencionado.

    ¿De qué nos sirve todo eso si en realidad no podemos teletransportar nada? Bueno, por el momento no es más que una simple curiosidad científica, algo que nos ayuda a comprender mejor cómo funcionan determinados procesos a escala cuántica. Aunque existe la posibilidad de ciertas aplicaciones prácticas realmente muy sugerentes. Una de ellas se expone en el artículo ¿Teletransportación de un organismo vivo?, del portal "Cuentos Cuánticos", donde nos hablan acerca de la posibilidad de trasferir la memoria de un organismo a otro. No seré yo el único que piense que esto sería una auténtica pasada pero, de ser posible, todavía nos quedaría un larguísimo camino por recorrer. En primer lugar tendríamos que ver si la memoria codifica en el cerebro en algo relacionado con el estado cuántico de las moléculas que lo componen, algo que no está ni mucho menos claro. En segundo lugar los experimentos realizados hasta la fecha han trasferido estados cuánticos entre sistemas muy pero que muy sencillos, en comparación con la casi inabarcable complejidad de un cerebro humano. No olvidemos que lo de la bacteria, que ya es algo realmente complejo, es todavía una suposición teórica que sigue sin haber sido probada. Todo esto nos dice que sólo estamos empezando a conocer un poco mejor estos fenómenos y quedan largos años de investigaciones en el plano puramente teórico.

     En definitiva que, como hemos visto, la realidad de los estudios científicos poco tiene que ver con esas fantasías de ciencia-ficción que de cuando en cuando saltan a los titulares de los medios generalistas. La pobre labor de divulgación científica que en este país (y también otros) se hace, basta para que se produzcan todo tipo de confusiones y la gente termine creyendo lo que no es. En el caso de los ejemplos que hemos utilizado quizá no parezca tan grave, sobre todo cuando hablamos de fenómenos cuánticos, cuya comprensión suele escapar al común de los mortales (y en esto también me incluyo). Pero no hace falta ser muy sagaz para comprender que estas inexactitudes, o dejadez más bien a la hora de explicar determinados temas, afectan a toda la Ciencia en general y también a otras ramas del saber. Y esto es terreno abonado para la proliferación de las pseudociencias, la superchería y la ignorancia, lo cual repercute negativamente en toda la sociedad. Así que un poco más de interés por la Ciencia en los medios, divulgándola de la forma más rigurosa posible, nunca estará de más.   

M. Plaza