El misterio cuántico de Mpemba: cuando un mayor caos acelera el orden ⚡ экспресс
Al igual que el agua caliente a veces se congela más rápido que la fría, en el mundo cuántico opera el efecto Mpemba: un sistema con una violación de simetría más fuerte la restaura más rápido. Los científicos no solo observaron esto en un procesador superconductor, sino que también aprendieron a controlar el efecto, encendiéndolo y apagándolo. ¿Puede el caos acelerar el orden?
En la vida cotidiana, el agua caliente a veces se congela más rápido que la fría: ese es el efecto Mpemba. En los sistemas cuánticos, una paradoja similar: una simetría más perturbada se restablece antes, como un resorte comprimido se endereza con más fuerza si se comprime más.
Los físicos crearon tal «resorte» en un chip superconductor, una plataforma que ayudó a desarrollar John Bardeen. Definieron un estado inicial, como si doblaran el resorte, y monitorearon una medida especial del orden, análoga a la temperatura para el caos. Resultó que, al cambiar la fuerza de las interacciones entre elementos, se puede activar o desactivar el enderezamiento acelerado. Con interacciones de largo alcance, el efecto desaparecía, mientras que con un fuerte acoplamiento entre vecinos, florecía.
Añadiendo una inclinación suave, los científicos reavivaron el efecto, y pequeñas perturbaciones no lo afectan. Como mostró John Preskill, técnicas similares ayudan a evitar errores. Resulta que incluso las leyes familiares del modelo estándar esconden sorpresas cuando se trata del comportamiento fuera del equilibrio.
🎯 El efecto Mpemba lleva el nombre del tanzano Erasto Mpemba, quien en sus años escolares notó el congelamiento inusual de la leche caliente y demostró con persistencia la existencia del efecto. Curiosamente, ya Aristóteles mencionó un fenómeno similar.
🎬 Los autores de ciencia ficción a menudo describen cómo el caos genera orden, por ejemplo, el autoensamblaje de nanorobots en Stanisław Lem. El efecto cuántico de Mpemba es como una ilustración de laboratorio de cómo la materia puede sorprender con comportamientos inesperados.