Avanzado

Una partícula cuántica desafía la ley de fricción ⚡ экспресс

Original: "Observing dissipationless flow of an impurity in a strongly repulsive quantum fluid"
arXiv:2602.12320 · 2026-02-12 · CC BY 4.0 · ⏱ 1 min · Quantum Gases Strongly Correlated Quantum Physics
En una cadena de átomos ultrafríos, una partícula intrusa se desliza sin fricción, más rápido que el sonido.
Abstract

El movimiento sin fricción en un líquido es un signo distintivo de la superfluidez. Landau afirmó que las restricciones cinemáticas prohíben el comportamiento superfluido en sistemas bosónicos unidimensionales. En un experimento con átomos ultrafríos, una impureza microscópica se propagó sin fricción en un gas de bosones unidimensional fuertemente interactuante, lo que contradice las ideas establecidas. A la impureza se le impartieron velocidades iniciales de subsónicas a supersónicas, y luego se siguió su dinámica. A velocidades supersónicas se formó una onda de choque y se observó una relajación extremadamente rápida hacia un régimen estacionario, y el tiempo de relajación aumentó al disminuir la velocidad. En el estado estacionario, la impureza continuó moviéndose con una velocidad finita. Los resultados muestran cómo los efectos cuánticos eliminan la disipación para un objeto microscópico en un líquido cuántico, abriendo nuevas perspectivas para entender la propagación de materia e información en el mundo cuántico.

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En un medio ordinario, un cuerpo se frena debido a la fricción. Pero en el mundo cuántico existe la superfluidez: los líquidos fluyen sin pérdidas, como el famoso helio a temperaturas ultrabajas. Hasta ahora se consideraba impensable que algo así ocurriera en una cadena de partículas, es decir, en un sistema unidimensional. Sin embargo, los físicos lanzaron un átomo intruso en una fila de átomos ultrafríos. Como una cuenta que atraviesa otras ensartadas en un hilo: frente a ella aparece instantáneamente un espacio libre, y detrás la cadena se cierra, sin la menor resistencia. Incluso a velocidades supersónicas. Un giro inesperado: cuanto más lento era el empujón inicial, más duraba la desaceleración hasta alcanzar un deslizamiento uniforme. Pero al final, el movimiento siempre se volvía infinito y sin gasto de energía. En el mundo ordinario, la fricción produce calor y desorden, mientras que aquí no hay ni rastro. Esto promete dispositivos que transmitan información sin ninguna pérdida.

🎯 Si el agua adquiriera la capacidad de fluir sin fricción, una piedra lanzada generaría ondas eternas, y el [tag:water]agua[/tag] de un río nunca se detendría.

Scientists
Ludwig BoltzmannJacob BekensteinStephen HawkingEdward WittenJuan MaldacenaGerard 't Hooft
Tags
helio entropía agua
Laws
distribución de Boltzmannsegunda ley de la termodinámicaEntropía de Bekenstein-Hawkingprimera ley de la termodinámicacorrespondencia AdS/CFTprincipio holográfico
Original: arXiv:2602.12320 · CC BY 4.0 · bridge42worlds