Innovación Tecnológica Redacción de Sitios WebEl orden causal -algunos prefieren la "ley de causa y efecto"- es el concepto básico para comprender el mundo y es la base del propio concepto de tiempo.Esta causalidad, el tiempo moviéndose inexorablemente del pasado al futuro, a veces incluso sin lugar para el presente, juega un papel crucial en nuestra cognición, permitiéndonos determinar la causa de los eventos, hacer predicciones científicas y elegir acciones razonables para lograr objetivos. . .Pero acerque la materia hasta llegar al reino de las partículas atómicas y subatómicas y verá evaporarse el concepto de causalidad en medio de los llamados fenómenos cuánticos, que parecen ser independientes del espacio y el tiempo.Si cree que esto es demasiado teórico, espere a ver qué han hecho Xinfang Nie y sus colegas de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur de China con estos conceptos.Nie construyó un enfriador que se enfría aprovechando lo que él llama "órdenes causales indefinidos": arruinas la secuencia de causa y efecto y la usas para obtener el calor donde lo deseas, no solo caliente a frío.De hecho, la idea es antigua, se remonta al conocido "demonio de Maxwell", un experimento mental propuesto en 1867 por el físico escocés James Clerk Maxwell, quien desafió la segunda ley de la termodinámica al imaginar una criatura hipotética -el so- llamado "demonio"- que serían las partículas de un gas, pasando las frías a un lado y las calientes al otro, creando así una diferencia de temperatura que violaría las leyes de la termodinámica.En los últimos años, varios experimentos han demostrado que esto es posible, invirtiendo la dirección del flujo de calor y allanando el camino para refrigeradores sin energía e incluso motores alimentados por información.Para entender esto, es necesario recordar que, como todo en la mecánica cuántica, un proceso termodinámico también puede ser considerado como una acción probabilística, lo que permite un "ordenamiento causal indefinido" en estos procesos.De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, el calor solo puede transferirse espontáneamente de un cuerpo caliente a un cuerpo frío.No habrá transferencia de calor entre dos cuerpos de la misma temperatura.En el mundo clásico, esta es una conclusión trivial.Pero estos experimentos más recientes han demostrado que, al ajustar juiciosamente los eventos termodinámicos, es posible interferir con el flujo temporal, creando tal "orden causal indefinido".Para ello, en lugar del demonio de Maxwell, se utiliza lo que los físicos ahora llaman un "testigo causal", o testigo causal que, en lugar de separar partículas frías y calientes, sigue observando y recordando -el nombre completo de este "ser" es "testigo de la inseparabilidad causal".Dado que es posible formular eventos mecánicos cuánticos sin ninguna referencia a un tiempo global o una estructura causal, el testigo causal observa cada evento y responde "Sí" solo si todas las operaciones se realizan en un orden causal definido, es decir, desde que sólo se utilizan recursos causalmente identificables.Pero aquí nos interesa forzar una respuesta negativa del testigo causal.De hecho, el truco para hacer que el refrigerador funcione es aprovechar la confusión de la causalidad.Y en este caso, aprovechar significa hacer que los eventos sucedan en un orden que se usa para hacer que el calor fluya en el lado deseado (caliente o frío), sin romper las leyes de la termodinámica.El equipo demostró por primera vez esta propiedad termodinámica "mágica", de orden causal indefinido, en un sistema cuántico formado por 4 espines nucleares, que son esencialmente cúbits.Utilizaron los núcleos de carbono de los cuatro qubits como testigo causal, un núcleo de flúor como material de trabajo en el refrigerador y otros dos núcleos de flúor como fuentes de calor a la misma temperatura que el material de trabajo.Al controlar el estado del testigo causal, pueden ajustar el orden de contacto térmico del material de trabajo y las otras dos fuentes de calor.Cuando el testigo casual está en un estado definido (0 o 1), el material de trabajo entra en contacto con la fuente de calor 1 (evento A) y la fuente de calor 2 (evento B) en un orden definido.Pero cuando el testigo causal está en una superposición cuántica (0 y 1), el material de trabajo entra en contacto con las fuentes de calor en un orden causal indefinido, lo que permite el proceso de enfriamiento cuántico.Luego, el equipo midió el testigo causal, lo que provocó que colapsara por la superposición y asumiera un estado determinado.Inicialmente, el material de trabajo absorbía el calor de la fuente de calor y realizaba la función de un refrigerador.Después de la medición, el material de trabajo libera calor a la fuente de calor.En otras palabras, aunque la temperatura del material de trabajo era la misma que la de las dos fuentes de calor, con el orden causal indefinido del contacto térmico todavía había una transferencia de calor.Una vez determinado el mecanismo, el equipo construyó un refrigerador cuántico de cuatro tiempos: (1) El material de trabajo entra en contacto con dos fuentes de calor en un orden causal indefinido, momento en el que se mide el testigo causal.Si el resultado es |0>-|1>, el ciclo continúa;en caso contrario, se repite el proceso hasta obtener |0>-|1>;(2) El material de trabajo clásicamente entra en contacto con la fuente externa y libera calor;(3) El material de trabajo clásicamente entra en contacto con las dos fuentes de calor y libera calor;(4) Se reinician el testimonio causal y el material de trabajo.Esto demuestra en la práctica una transferencia de calor no clásica, allanando el camino para futuros estudios de enfriadores cuánticos y su eventual uso en tecnologías cuánticas.