El efecto cuántico Mpemba —relajación anómalamente rápida— tiene un interés fundamental para la termodinámica del no equilibrio. Habitualmente se describe en la aproximación de Born-Markov mediante la ecuación de Lindblad, donde la dinámica está gobernada por el superoperador de Liouville; se ha demostrado que los puntos excepcionales del liouvilliano provocan el efecto en el régimen markoviano. Yendo más allá, los autores proponen un mecanismo basado en puntos excepcionales no markovianos para realizar el efecto en un proceso no markoviano general. El funcionamiento se verificó en un modelo exactamente soluble y realizable experimentalmente de oscilador armónico cuántico con disipación. Los resultados profundizan la comprensión de la dinámica fuera del equilibrio y señalan una vía para acelerar la transferencia de energía e información en sistemas cuánticos.
El agua caliente a veces se congela más rápido que la fría: es el clásico efecto Mpemba. En el mundo cuántico, su contraparte es aún más sorprendente: las micropartículas pueden alcanzar el equilibrio mucho más rápido de lo esperado, y lo que les ayuda no es el olvido, sino la memoria.
Los físicos descubrieron que, si el sistema 'recuerda' su historia, en su dinámica aparecen puntos especiales: una especie de cruces temporales. En ellos, el flujo del tiempo interno falla y la relajación se vuelve abrupta. Es como un columpio que se detiene casi al instante si se impulsa a destiempo.
La idea se probó en un modelo de oscilador armónico cuántico amortiguado, un pequeño muelle que pierde energía. Los cálculos confirmaron que el mecanismo funciona y puede recrearse con láseres y átomos enfriados. Este efecto Mpemba cuántico podría acelerar la transferencia de energía en computadoras cuánticas. Giro inesperado: el efecto Mpemba clásico aún genera controversia y quizás ni siquiera exista, mientras que su análogo cuántico es un hecho rigurosamente probado.
🎯 El efecto Mpemba clásico fue descrito ya por Aristóteles, y lleva el nombre de un escolar de Tanganica que, en 1963, congeló helado caliente más rápido que el frío.
🎬 En la novela 'El fin de la eternidad', Asimov describía máquinas que controlan el ritmo de la realidad: el efecto Mpemba cuántico podría ser el primer paso hacia algo similar.