Miden 'tiempo negativo' en un experimento y afirman que no es solo una idea teórica, sino una realidad física tangible

Sabemos que, sobre el papel, los científicos pueden modificar a voluntad la dirección del tiempo en sus ecuaciones sin que éstas dejen de 'funcionar'. Pero nadie hasta ahora ha conseguido medir una fracción de tiempo 'negativo', es decir, que vaya del presente al pasado. ¿O sí lo han hecho?

Hace mucho que los científicos saben que, a veces, puede parecer que la luz sale de un material antes de entrar en él, pero eso se ha considerado siempre como una simple ilusión, un efecto causado por la forma en que la materia es capaz de distorsionar las ondas luminosas.

Pero ahora un equipo de investigadores de la Universidad de Toronto ha ido mucho más allá, y afirma haber demostrado en sus experimentos cuánticos que el 'tiempo negativo' no es sólo una idea teórica, sino una realidad física tangible y que merece, por tanto ser estudiada mucho más a fondo de lo que lo ha sido hasta el momento.

El hallazgo, aún no publicado en una revista revisada por pares pero que puede consultarse en el servidor de preimpresiones 'arXiv', ha suscitado dosis iguales de entusiasmo y escepticismo en la comunidad científica internacional. Según los autores del experimento, sus desconcertantes resultados no implican un cambio radical de nuestra concepción del tiempo, sino que reflejan una peculiaridad aún no bien investigada de la propia mecánica cuántica.

«Es un tema complicado para nosotros -asegura a 'Phys.org' Aephraim Steinberg, coautor del artículo- incluso para hablar de ello con otros físicos, que nos malinterpretan todo el tiempo«.

Steinberg y sus colegas llevan años explorando las complejas interacciones entre la luz y la materia. Cuando las partículas de luz, o fotones, pasan a través de los átomos, algunas son absorbidas por ellos y luego vueltas a emitir. Esta interacción cambia la propia naturaleza de los átomos, colocándolos temporalmente en un estado de mayor energía o 'excitación' antes de que vuelvan a la normalidad.

Bajo la dirección de Daniela Angulo, el equipo se propuso medir cuánto tiempo permanecían estos átomos en ese estado excitado. «Un tiempo que resultó ser negativo», explica Steinberg, es decir, con una duración inferior a cero.

Un concepto, desde luego, difícil de visualizar, pero que podríamos comparar con la observación de una fila de coches entrando en un túnel y comprobar que los primeros vehículos salen de él antes de haber entrado. Es decir, que han permanecido en el interior del túnel durante un tiempo negativo. Por carecer de sentido, este tipo de resultados en los experimentos de los físicos han sido sistemáticamente descartados hasta ahora.

Y ahora, lo que Angulo y sus colegas han demostrado es algo similar a medir los niveles de monóxido de carbono en el túnel después de que salieran los primeros coches y descubrir que las lecturas eran negativas, es decir, que iban precedidas por el signo 'menos'.

Los investigadores tardaron más de dos años en preparar sus experimentos, calibrar cuidadosamente los láseres y tratar de evitar cualquier tipo de distorsión en los resultados. Sin embargo, y a pesar de haber conseguido medir tiempo negativo, los investigadores aclaran que en ningún momento afirman que los viajes en el tiempo son posibles. «No queremos decir que nada haya viajado hacia atrás en el tiempo -dice Steinberg. Esa sería una mala interpretación».

Según el estudio, en efecto, la explicación a esos asombrosos resultados se encuentra en la propia mecánica cuántica, un mundo en el que las partículas, como los fotones, no siguen reglas estrictas, sino que se comportan de manera confusa y probabilística.

Por lo tanto, en lugar de adherirse a un cronograma fijo para su absorción y reemisión, las interacciones del experimento ocurren a lo largo de un espectro de duraciones posibles, algunas de las cuales desafían la intuición cotidiana. Lo cual, dicen los investigadores, no viola la teoría de la relatividad especial de Einstein, que dicta que nada puede viajar más rápido que la luz.

Las críticas a este trabajo no se han hecho esperar, aduciendo que el 'tiempo negativo' al que se alude en el experimento no tiene nada que ver con el propio paso del tiempo, sino que es una simple forma de describir cómo se mueven los fotones a través de un medio.

A lo cual, Angulo y Steinberg responden que su trabajo aborda lagunas fundamentales en la comprensión de por qué la luz no siempre viaja a una velocidad constante.

Steinberg admite que el título del artículo, 'Evidencia experimental de que un fotón puede pasar una cantidad de tiempo negativa en una nube de átomos' puede parecer provocativo, pero señala que ningún científico serio ha cuestionado aún los resultados experimentales.

«Elegimos lo que creemos que es una forma fructífera de describir los resultados», afirma el investigador, quien añade que si bien las aplicaciones prácticas siguen siendo difíciles de alcanzar, los resultados del estudio abren nuevas vías para explorar los fenómenos cuánticos.

«Seré honesto -concluye Steinberg-, actualmente no tengo un camino desde lo que hemos visto hacia alguna aplicación práctica. Vamos a seguir pensando en ello, pero no quiero crear ilusiones a la gente».