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El desorden en el mundo cuántico puede generar un líquido que fluye sin fricción.
Abstract
La interacción del desorden, la energía cinética y la repulsión se investigó en un procesador cuántico superconductor con capacidad de lectura y control de estados qutrit (tres niveles). Para la identificación de fases se utilizaron mediciones de compresibilidad, que revelaron un aislante de Mott incompresible y fases compresibles circundantes, incluyendo signos de dinámica vítrea con no ergodicidad. Las mediciones de correlación de dos puntos con resolución espacial permitieron localizar regiones con fracción condensada. El espectro de excitaciones, obtenido a través del factor de estructura dinámico, muestra un modo fonónico con dispersión lineal en la fase superfluida, que surge incluso al añadir desorden al aislante de Mott. Los resultados proporcionan una evidencia experimental convincente de superfluidez inducida por desorden.
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Las partículas cuánticas en un entorno con fuerte desorden se comportan como bailarines que ejecutan pasos sincronizados: cada uno conoce su movimiento y no choca con los demás. Precisamente este flujo coordinado sin fricción —la superfluidez— surgió inesperadamente en un experimento con un chip cuántico superconductor. Los científicos modelaron un sistema donde cada partícula tenía tres «pisos» de energía y observaron su respuesta mediante un método similar a la espectroscopía, el análisis de qué energías se absorben, como cuando la luz se descompone en un arcoíris.
Bajo un fuerte caos, nació una fase superfluida que recuerda al comportamiento del helio enfriado casi hasta el cero absoluto. Normalmente, la medida del desorden —la entropía— solo aumenta, pero aquí el caos cuántico generó orden. Este efecto puede manifestarse en diversos materiales, desde superconductores de alta temperatura hasta átomos ultrafríos. Además, resultó que la superfluidez en el desorden puede ser más estable que en sistemas perfectamente limpios, como si la suciedad fortaleciera el flujo.
🎯 En el «baile» superfluido de las partículas, el sonido no se apaga: dura eternamente, como una música sin final.
