la versión original de esta historia apareció en Revista Quanta.
Si hay una ley de la física que parece fácil de entender, es la segunda ley de la termodinámica: el calor fluye espontáneamente de los cuerpos más calientes a los más fríos. Pero ahora, suavemente y casi casualmente, Alexssandre de Oliveira Jr. Me acaba de mostrar que realmente no lo entendí en absoluto.
Tomen esta taza de café caliente y esta jarra de leche fría, dijo el físico brasileño mientras estábamos sentados en un café de Copenhague. Póngalos en contacto y, efectivamente, el calor fluirá del objeto caliente al frío, tal como lo afirmó formalmente por primera vez el científico alemán Rudolf Clausius en 1850. Sin embargo, en algunos casos, explicó de Oliveira, los físicos han aprendido que las leyes de la mecánica cuántica pueden impulsar el flujo de calor en sentido opuesto: de frío a caliente.
Esto no significa realmente que la segunda ley falle, añadió mientras su café se enfriaba para tranquilizarlo. Lo que pasa es que la expresión de Clausius es el “límite clásico” de una formulación más completa exigida por la física cuántica.
Los físicos comenzaron a apreciar la sutileza de esta situación hace más de dos décadas y desde entonces han estado explorando la versión mecánicocuántica de la segunda ley. Ahora, de Oliveira, investigador postdoctoral de la Universidad Técnica de Dinamarca, y sus colegas han mostrado que el tipo de «flujo de calor anómalo» que se permite a escala cuántica podría tener un uso conveniente e ingenioso.
Puede servir, dicen, como un método fácil para detectar la “cuantidad” (detectar, por ejemplo, que un objeto está en una “superposición” cuántica de múltiples estados observables posibles, o que dos de esos objetos están entrelazados, con estados que son interdependientes) sin destruir esos delicados fenómenos cuánticos. Una herramienta de diagnóstico de este tipo podría utilizarse para garantizar que una computadora cuántica realmente esté utilizando recursos cuánticos para realizar cálculos. Incluso podría ayudar a detectar aspectos cuánticos de la fuerza de gravedad, uno de los objetivos ambiciosos de la física moderna. Todo lo que se necesita, dicen los investigadores, es conectar un sistema cuántico a un segundo sistema que pueda almacenar información sobre él y a un disipador de calor: un cuerpo que sea capaz de absorber mucha energía. Con esta configuración, se puede aumentar la transferencia de calor al disipador de calor, superando lo que se permitiría clásicamente. Simplemente midiendo qué tan caliente está el sumidero, se podría detectar la presencia de superposición o entrelazamiento en el sistema cuántico.
