Una peonza normal, girada sobre una mesa, se frena de forma suave: la fricción con el aire y con el apoyo va consumiendo la energía poco a poco. Pero si la peonza flota en un campo magnético y apenas toca nada, su rotación puede comportarse de un modo sorprendentemente caprichoso. Eso es justo lo que describieron los investigadores: un cubito de cuarzo de un miligramo de peso lo suspendieron mediante levitación diamagnética, un efecto por el cual un campo magnético débil repele algunos materiales e impide que caigan.
El cubo se hizo girar con luz hasta alcanzar unas 360 revoluciones por minuto y luego se dejó que siguiera girando. En lugar de frenarse de forma gradual, la velocidad caía a escalones. Cada vez que la frecuencia de rotación coincidía con la frecuencia de una de las oscilaciones elásticas internas del cubo —como si la peonza empezara a 'cantar' al compás de su propio giro—, parte de la energía se transfería a esas oscilaciones y el cubo perdía revoluciones de golpe. Este comportamiento se conoce como interacción no lineal de modos: distintos tipos de movimiento intercambian energía no de forma gradual, sino a saltos.
Pero lo más inesperado ocurrió cuando dirigieron al cubo un flujo de luz débil en sentido contrario: una presión diminuta que, en principio, debería haber frenado un poco la rotación. En lugar de eso, el cubo se quedó clavado en una velocidad y la mantuvo durante casi dos días. Es el análogo mecánico de un fenómeno conocido en electrónica como captura de frecuencia: un oscilador, al recibir una señal débil de un vecino, empieza a oscilar en sincronía con él. Aquí el papel del 'vecino' lo hizo el propio cubo: sus oscilaciones internas capturaron la rotación y no la dejaban cambiar.
Esa 'autocaptura' abre la puerta a nuevos sensores mecánicos: si la rotación del cubo está acoplada a sus propias oscilaciones, cualquier cambio mínimo en las condiciones —por ejemplo, una fuerza diminuta o una variación del campo magnético— desplazará ese acoplamiento, y eso se puede detectar. Además, es una plataforma para estudiar sistemas complejos donde muchos tipos de movimiento están interconectados, y para crear 'atractores' mecánicos: estados estables hacia los que el sistema tiende por sí mismo.
La levitación diamagnética usada en el experimento es el mismo efecto que hace flotar a una rana en un campo magnético intenso: la repulsión débil equilibra la gravedad.
En la novela de Arthur C. Clarke 'Las fuentes del paraíso' se describen estructuras ingrávidas sostenidas por campos magnéticos, algo parecido a cómo el cubo de cuarzo flota sin apoyo.