El ritmo de vida que llevamos en
la sociedad actual nos obliga a “movernos rápido”. Todo el tiempo tratamos de
viajar de un lugar a otro a la mayor velocidad posible, y para ello recurrimos
a diferentes medios de transporte, desde autos y trenes, hasta barcos y
aviones. ¿Pero qué tal si pudiésemos reemplazar ese “movernos rápido” por un
“movernos instantáneamente”? Eso es básicamente lo que nos plantearía la
realidad del teletransporte. Se ha ha visto en un monton películas y libros de
ciencia ficción.
La capacidad de transportar al
instante a una persona o un objeto de un lugar a otro sería sin lugar a duda
una tecnología capaz de cambiar el curso de nuestra civilización. No solo
quedarían completamente obsoletos todos los medios de transporte mencionados,
así como todas las industrias que sirven y en las que se basan dichos sistemas,
sino que también se abrirían las puertas a nuevas tecnologías increíblemente
avanzadas, incluso algunas que ni somos capaces de imaginar. ¿Pero qué tanto de
ficción y qué tanto de realidad hay en el teletransporte?
De acuerdo a lo que hemos visto
en materia de ciencia ficción (por ejemplo, en series como “Star Trek”), la
forma más común de teletransporte funcionaría de la siguiente manera. En primer
lugar, se desarma a una persona (u objeto) en una ubicación específica, átomo
por átomo. Luego, se convierten todos esos átomos en una corriente de energía.
A continuación se irradia dicha corriente de energía hacia la ubicación de
destino. Y por último, se ensamblan todos esos átomos que conforman a la
persona, de la misma manera, en la ubicación de destino.
Si nos ponemos a pensar un poco
en ello, el cuerpo de una persona está compuesto por billones de billones de
átomos. Y por cada uno de ellos, debería reproducirse con total exactitud su
posición, la posición exacta y el spin de cada electrón, cada una de las
estructuras moleculares, y al mismo tiempo, las formas en que todo esto
interacciona entre sí, como se están moviendo, como están vibrando, todas las
velocidades exactas y muchos etcéteras.
En la serie de ciencia ficción
“Star Trek” los protagonistas utilizan el teletransporte todo el tiempo. En un
principio, esto fue incluido en la serie porque no se contaba con el
presupuesto necesario para recrear los despegues y aterrizajes de las naves en
los planetas.
Aunque parezca una tarea
prácticamente imposible de llevar a cabo, en principio no existiría ninguna
limitación física natural por la cual no pudiese realizarse. Después de todo,
si podemos efectuar dicho procedimiento con un único átomo (y más adelante veremos
que puede hacerse y se ha hecho) no debería haber una limitante natural que nos
impida hacerlo con un objeto macroscópico, como un ser humano. Lo que si
existen, por lo menos en la actualidad, son limitaciones tecnológicas que nos
impiden poner todo esto en práctica.
Una de las principales
limitaciones tecnológicas se relaciona con la capacidad de almacenamiento de
información. Al momento de convertir todos los átomos del cuerpo de una persona
en energía, debería almacenarse toda la información relativa a cada uno de
estos, para poder recuperarse nuevamente en el lugar de destino. El problema es
que el teletransporte de una sola persona generaría miles de millones de
terabytes de información. Para darnos una idea más exacta, si procediéramos a
almacenar toda la información de una sola persona en diferentes discos de un
terabyte cada uno, obtendríamos una cantidad tal de discos como para llenar 500
millones de edificios del tamaño de Empire State con ellos.
También podría existir una
problemática tecnológica relacionada con la conversión de materia a energía.
Como bien sabemos, y según fue expresado por la famosísima ecuación de Einstein
“E=MC²”, la materia y la energía son la misma cosa, e incluso pueden
transformarse y convertirse la una en la otra. Aunque parezca increíble, algo
tan inofensivo como una galleta, podría contener tanta energía como una bomba
atómica. La clave es cuán rápidamente dicha energía es liberada, lo cual en
física se conoce como potencia, equivalente a energía por unidad de tiempo.
Entonces, la conversión de la masa de un ser humano promedio a energía daría
como resultado 40 veces la energía liberada en la más grande de las explosiones
atómicas. Sin el medio tecnológico apropiado para controlar esta situación, el teletransporte podría resultar catastrófico.
La famosa ecuación de Einstein,
que permite determinar la energía contenida en un objeto, multiplicando su masa
por la velocidad de la luz al cuadrado.
No menos importantes serían los
problemas éticos o filosóficos que plantearía el uso del teletransporte. ¿Qué
es lo que se obtiene del otro lado al llevar a cabo el proceso de
teletransporte? ¿Es la misma persona, o solamente una réplica cuántica
perfecta? ¿Se está desarmando a la persona y armándola en otro lado; o acaso se
la está desarmando, almacenando la información y luego creándola de cero
nuevamente usando dicha información? ¿El teletransporte estaría matando al
individuo y luego creando una copia exacta del mismo; o de alguna forma lo
preserva y luego lo transporta a otro lado? Mientras se mantengan sin
contestar, todas estas preguntas plantearían profundas cuestiones éticas y
filosóficas.
Algunas de estas cuestiones
éticas se exploran en la novela “Pensar como un dinosaurio” de Patrick Kelly.
En esta historia una mujer es teletransportada a otro planeta, pero se produce
un problema con la transmisión. En lugar de ser destruido el cuerpo original,
éste permanece inmutable, con todas sus emociones intactas. De repente, hay dos
copias de la misma mujer. Por supuesto, cuando se le dice a la copia que entre
en la máquina de teletransporte para ser desintegrada, ella se niega. Esto crea
una crisis, porque los fríos alienígenas, que proporcionaron inicialmente la
tecnología, ven esto como una cuestión puramente práctica para “equilibrar la
ecuación”, mientras que los humanos emotivos son más afines a la causa de la
mujer.
Hasta ahora hemos analizado el
modo de funcionamiento y algunas limitaciones prácticas del teletransporte,
pero siempre especulando y recurriendo más a la ficción que a la realidad.
Tratemos entonces de dar un salto, dejando la mera especulación y la ciencia
ficción a un lado, y pasemos a hablar de ciencia real, llevando el
teletransporte a la realidad. Analizaremos a continuación algunas cuestiones
sumamente extrañas de la física, tanto que incluso llegaron a sorprender al
propio Einstein, y veremos que nos dice cada una de ellas acerca del
teletransporte.
En la película “El Gran Truco”
(The Prestige) el protagonista consigue teletransportarse utilizando corrientes
electromagnéticas. Pero lo que sucede en realidad es que la máquina crea un
duplicado de sí mismo, por lo que debe suicidarse cada vez que efectúa el
procedimiento.
La mecánica cuántica a favor del teletransporte
Seguramente han oído hablar o han
leído acerca de la (tan malinterpretada) mecánica cuántica. Esta rama de la
física, que representa un gigantesco avance con respecto a la física clásica
newtoniana, plantea muchas situaciones sumamente exóticas, algunas de las
cuales incluso se contradicen radicalmente con nuestro sentido común.
Uno de los principios
fundamentales de la mecánica cuántica es lo que se conoce como la dualidad
onda-partícula, la cual desbarató completamente nuestra forma previa de
observar el mundo atómico. Previo al desarrollo de la mecánica cuántica, los
físicos (y químicos) solían considerar al átomo como una unidad compuesta por
un núcleo (formado por protones y neutrones) y una serie de electrones girando
en torno a dicho núcleo en órbitas establecidas. Con el desarrollo de la
mecánica cuántica, los físicos descubrieron que dichas “órbitas establecidas”
no existían; en cambio, los electrones actuaban como ondas y hacían saltos
cuánticos en sus movimientos aparentemente caóticos dentro de los átomos.
Otra de las exóticas propiedades
de la mecánica cuántica es lo que se ha dado en conocer como el principio de
incertidumbre de Heisenberg. Según este principio, no se puede conocer a la vez
la velocidad y la posición exacta de un electrón, ni se puede conocer su
energía exacta medida en un intervalo de tiempo dado. Sumado a la dualidad
onda-partícula, este nos impide conocer la posición exacta de los electrones
que orbitan al núcleo; solo podemos encontrar diferentes intensidades de onda y
hablar de la probabilidad de encontrar un electrón concreto en cualquier lugar
y cualquier instante de la misma.
De acuerdo a la mecánica
cuántica, los electrones no se mueven en orbitas fijas, sino que existen zonas
donde hay mayor o menor probabilidad de encontrarlos.
Si tomamos en consideración la
dualidad onda-partícula y el principio de incertidumbre, la mecánica cuántica
nos dice entonces que en el nivel cuántico se violan todas las leyes básicas de
sentido común: los electrones pueden desaparecer y reaparecer en otro lugar
diferente, y también pueden estar en muchos lugares al mismo tiempo. De esta
forma, los electrones podrían experimentar a nivel cuántico algo muy similar al
proceso de teletransporte.
Mientras que para los electrones
resulta sumamente sencillo, incluso natural, desaparecer en un lado y
reaparecer en otro, trasladado a escalas macroscópicas la posibilidad de que
esto mismo suceda es increíblemente remota. Aunque dicha posibilidad existe y
está permitida por las leyes físicas, habría que esperar un tiempo muchísimo
mayor que la edad del Universo para que ocurriera. Además, en un cuerpo humano
formado por billones y billones de átomos, incluso si los electrones están
danzando y saltando en su viaje alrededor del núcleo, hay tantos de ellos que
sus movimientos se promedian. De hecho, a grandes rasgos, esta es la razón por
la cual en nuestro nivel las sustancias parecen sólidas y permanentes.
Si bien todos estos fenómenos son
sumamente interesantes y nos permiten pensar que las leyes naturales del
Universo no prohíben el teletransporte, lejos se encuentran de las formas de
teletransporte que nos serían útiles. Veamos entonces que otras alternativas
tenemos.
A niveles cuánticos, el
teletransporte no viola ninguna de las leyes fundamentales de la física
conocida. ¿Podrá aplicarse de la misma manera a otros niveles superiores?
La "fantasmal" acción a distancia
Traten de imaginarse un fenómeno
tan exótico y bizarro, que el propio Einstein tuvo que recurrir a la palabra
“fantasmal” para describir a grandes rasgos su funcionamiento. El fenómeno al
que me refiero se conoce como entrelazamiento cuántico, y es una de las
propiedades más extrañas de la mecánica cuántica. Tan extraña es que solamente algunos
pocos “elegidos” consiguen comprender realmente las complejísimas matemáticas
detrás de dicha propiedad.
Explicado de forma sencilla, el
entrelazamiento cuántico funciona de la siguiente manera. En primer lugar se
deben tomar dos electrones (o partículas subatómicas) en estado de coherencia,
es decir, que cuenten con las mismas propiedades y vibren al unísono. Luego,
aunque dichos electrones sean separados por inmensas distancias, incluso
distancias tan grandes que la luz no consiga viajar de un electrón al otro,
estos permanecerán en sincronización ondulatoria, y cualquier modificación que
se realice sobre las propiedades de uno de los electrones, se reflejará
instantáneamente en el otro electrón remoto.
Incluso si las partículas se
encuentran separadas por años luz de distancia, seguirá existiendo una onda
invisible que las conecta, como si hubiese algún tipo de conexión profunda que
las vincula. El mismo Einstein solía denominar a este fenómeno, de forma
burlona, como una "fantasmal acción a distancia”.
A través del fenómeno conocido
como entrelazamiento cuántico, dos partículas separadas por increíbles
distancias pueden mantenerse coherentes entre sí.
En la década de 1980, un equipo
científico de Francia probó experimentalmente este fenómeno utilizando dos
detectores separados por 13 metros de distancia y midiendo los espines de
fotones emitidos por átomos de calcio. Increíblemente, los resultados
concordaron por completo con la teoría cuántica: aun estando separados, cuando
se modificaban las propiedades de uno de los fotones, dicha modificación se
reflejaba instantáneamente en el otro fotón, como si algo desconocido los
mantuviese unidos y comunicase esa información entre ellos.
En el año 1993, científicos de
IBM demostraron que era físicamente posible teletransportar objetos, al menos a
nivel atómico, usando el entrelazamiento cuántico. En realidad lo que se
transporta no es el objeto en sí, sino toda la información contenida dentro del
mismo. Desde entonces los físicos han conseguido teletransportar fotones e
incluso átomos enteros utilizando las propiedades del entrelazamiento cuántico,
en lo que se ha dado a conocer como “teletransporte cuántico”.
Básicamente, el método del
teletransporte cuántico funciona de la siguiente manera. Se empieza teniendo
dos átomos, A y C. Supongamos que queremos teletransportar la información del
átomo A al átomo C. Entonces introducimos un tercer átomo B que inicialmente se
entrelaza con C, de modo que B y C son coherentes. Entonces ponemos en contacto
al átomo A con el átomo B. A explora B, de modo que la información de A pasa a
B y se entrelazan en el proceso. Pero puesto que B y C estaban originalmente
entrelazados, la información de A ha sido transferida a C. En conclusión, el
átomo A ha sido ahora teletransportado al átomo C, es decir, su información es
exactamente la misma.
Con la utilización de este método
se han logrado increíbles avances recientes en relación con el teletransporte.
En el año 2004 físicos de la Universidad de Viena teletransportaron partículas
de luz a una distancia de 600 metros. En el mismo año, se consiguió el
teletransporte cuántico no de fotones de luz, sino de átomos reales
(puntualmente tres átomos de berilio), lo cual nos acerca a un dispositivo de
teletransporte más realista y útil. En el año 2006 se logró otro avance
espectacular: el primer teletransporte de un objeto macroscópico. Un equipo de
físicos consiguió entrelazar un haz luminoso con un gas de átomos de cesio, el
cual involucraba billones y billones de átomos. Luego codificaron la
información contenida dentro de pulsos de laser y fueron capaces de
teletransportar esa información a los átomos de cesio a una distancia de casi
medio metro.
Teletransporte sin entrelazamiento cuántico
Debido a que lograr un estado de
entrelazamiento cuántico entre objetos plantea inmensas dificultades, los
físicos comenzaron a explorar otras posibilidades para el teletransporte de objetos
sin la necesidad de recurrir al entrelazamiento. En el año 2007, finalmente se
consiguió desarrollar un nuevo esquema de teletransporte, basado en un nuevo
estado de la materia denominado “condensado de Bose-Einstein” (o BEC).
En la naturaleza se puede
encontrar la temperatura más fría en el espacio exterior, la cual corresponde a
3°K por encima del cero absoluto (esto se debe al calor residual del Big Bang
que aún llena el Universo). En cambio, un BEC se encuentra a una millonésima de
milmillonésima de grado sobre el cero absoluto, lo más que podemos acercarnos a
este último. Cuando un objeto se enfría hasta alcanzar casi el cero absoluto,
todos sus átomos se ponen en el estado de energía más baja, de modo que
comienzan a vibrar al unísono y se hacen coherentes entre sí.
Representación gráfica de las
transiciones que ocurren hasta alcanzar el nuevo estado de la materia
denominado “condensado de Bose-Einstein” (o BEC).
El nuevo dispositivo de
teletransporte funcionaría entonces de la siguiente manera. Se toma un conjunto
de átomos de rubidio super-fríos en un estado BEC. Entonces se aplica al BEC un
haz de materia, también compuesto por átomos de rubidio. Estos últimos átomos
también “quieren ponerse” en el estado de energía más baja, así que ceden su
exceso de energía en forma de un pulso de luz. Este haz de luz, que contiene
toda la información cuántica de la materia original, se envía a través de un
cable de fibra óptica. Por último, el haz de luz incide sobre otro BEC, que transforma
el haz de luz en el haz de materia original.
Este nuevo método de
teletransporte es sumamente prometedor, puesto que se evita el complicadísimo
entrelazamiento de átomos. De cualquier modo, las cosas no son tan sencillas
como parecerían: este método también tiene sus problemáticas, principalmente
por depender de las propiedades de los BEC, que son muy difíciles de recrear en
el laboratorio.
Hemos analizado tanto ficciones
como realidades concernientes al teletransporte. Sabemos que actualmente se
requieren los laboratorios y el instrumental más avanzado del mundo para
teletransportar tan solo algunos átomos. Los físicos confían que en las
próximas décadas se pueda realizar el teletransporte de objetos más complejos,
como moléculas o incluso algún virus.
Como hemos visto, no existe
ninguna limitación física natural que impida teletransportar a una persona
real, como se muestra en la ciencia ficción, aunque los problemas técnicos que
debemos superar para ello son realmente gigantescos. Es por esto que
probablemente pasen muchos siglos, o incluso un tiempo mayor, antes de que
puedan desarrollarse las tecnologías necesarias para teletransportar objetos
cotidianos. Aún así, cuando ese momento llegue, sin lugar a duda representará
una de las revoluciones más asombrosas experimentadas por toda la humanidad.
