Una partícula cuántica desafía la ley de fricción: el fenómeno del movimiento sin disipación en un sistema unidimensional exprés

Original: "Observing dissipationless flow of an impurity in a strongly repulsive quantum fluid"
arXiv:2602.12320 · 2026-02-12 · CC BY 4.0 · 2 min
En una cadena de átomos ultrafríos, una partícula extraña se desliza sin fricción, más rápido que el sonido.

En el macrocosmos que conocemos, cualquier movimiento acaba inevitablemente por desvanecerse: interviene la fricción, un proceso disipativo que dispersa la energía. Pero la realidad cuántica nos depara sorpresas. El fenómeno de la superfluidez, conocido, por ejemplo, en el helio a temperaturas ultrabajas, permite que un líquido fluya sin resistencia viscosa, como si hubiera olvidado para siempre las pérdidas. Durante mucho tiempo se consideró casi un axioma que algo así fuera imposible en un sistema unidimensional, es decir, en una cadena de partículas alineadas. Sin embargo, un experimento reciente ha dado la vuelta a estas ideas.

Los físicos colocaron un único átomo "intruso" en una fila de átomos ultrafríos, dispuestos como cuentas ensartadas en un hilo invisible. Aquí viene bien una analogía visual: imagina que empujas una cuenta a través de otras que están apretadas contra sus vecinas. En el mundo ordinario, habría fricción, calor y desorden. Pero en la versión cuántica, delante del átomo en movimiento se forma al instante un hueco libre, y detrás la cadena se cierra con la misma rapidez, sin el menor indicio de resistencia. Este deslizamiento sin disipación se mantenía incluso a velocidades supersónicas.

El resultado más inesperado tenía que ver con el impulso inicial. La intuición sugiere que cuanto más lento es el empujón, antes debería atascarse la partícula. En realidad, se observó lo contrario: cuanto más lento era el empujón inicial, más duraba la fase de frenado antes de que el movimiento alcanzara un deslizamiento uniforme sin disipación. Pero al final, el movimiento siempre se volvía infinito y sin necesidad de aporte de energía. En el mundo ordinario, la fricción genera calor y desorden — entropía; aquí, ni rastro de un coste termodinámico por moverse. Este descubrimiento promete la creación de dispositivos capaces de transmitir información sin pérdidas, abriendo un nuevo capítulo en la física de bajas temperaturas y en las tecnologías cuánticas.

Si el agua pudiera fluir sin fricción, una piedra lanzada crearía ondas eternas, y el agua de un río nunca se detendría.

Científicos
Leo EsakiFred HoyleMargaret BurbidgeJohannes RydbergSatyendra Nath BoseJohn Bardeen
Conceptos
superfluidez cuántica movimiento cuántico sin fricción densidad de superfluido líquido vórtice superfluido movimiento browniano onda sonora efecto Kondo átomos ultrafríos obstáculo condensado flujo impureza turbulencia partícula sin masa onda de choque condensado de Bose-Einstein resistencia cero superfluidez de estrellas de neutrones velocidad del sonido