Toda máquina, ya sea el motor de un coche o un diminuto nanorefrigerador, funciona con temblores. El combustible no se quema de manera uniforme, los electrones atraviesan los contactos sin seguir un horario, y la aguja de potencia en los instrumentos vibra ligeramente. Estas vibraciones se denominan fluctuaciones. No son solo ruido: a través de ellas se puede juzgar cuán estable es un dispositivo y cuánta energía desperdicia.
Los científicos tomaron la teoría cuántica de dispersión —el aparato matemático que describe cómo las partículas atraviesan estructuras nanométricas— y derivaron desigualdades universales. Estas relacionan el temblor de los flujos de energía con la rapidez con que crece el desorden (entropía) y con la magnitud de los propios flujos. Resultó que estas restricciones funcionan para cualquier gradiente de temperatura y concentración de partículas, incluso cuando los efectos cuánticos rompen las reglas análogas previas. Lo comprobaron en un modelo simple donde la transmisión de energía a través del canal se enciende y se apaga bruscamente, como un interruptor: las desigualdades se mantienen.
El beneficio práctico es directo: ahora los diseñadores de nanorefrigeradores y máquinas térmicas cuánticas tienen una referencia unificada. Sabiendo cuánto ruido es inevitable para una potencia dada, se puede estimar de antemano cuán estable será el dispositivo antes de construirlo. Es como saber que cualquier motor de 100 caballos de fuerza tendrá una vibración por debajo de cierto nivel, y diseñar los amortiguadores de inmediato.
Así, el temblor que antes se consideraba una molestia se convierte en un instrumento de medición. Cuenta más sobre la vida interna de la máquina que la aguja en el dial. Y cuanto más pequeña es la máquina, más fuerte es su ruido — y por tanto, con más precisión se la puede escuchar.
En el mundo cuántico, las fluctuaciones no se pueden eliminar ni siquiera en el cero absoluto de temperatura: las partículas siguen temblando debido al principio de incertidumbre, como si siempre tuvieran un poco de frío.