En el helio superfluido, un vórtice se parece a un tornado en una botella, pero en lugar de agua hay un líquido cuántico que fluye sin fricción. Ese vórtice no se disipa por sí solo, así que la pregunta de dónde va a parar su energía permaneció abierta durante mucho tiempo. Ahora los físicos han visto la respuesta por primera vez: el vórtice emite un cuanto de sonido, un rotón.
En el experimento, atraparon un único vórtice en una nanocuerda, un diminuto diapasón que vibra en helio líquido a 10 milikelvin (30 veces más frío que el espacio interestelar). Cuando aceleraban el vórtice, a cierta velocidad empezaba a perder energía. La pérdida medida por ciclo coincidía exactamente con la energía necesaria para crear un rotón. Es decir, el vórtice no solo se frena, sino que emite una partícula de sonido.
Este hallazgo cierra un antiguo misterio: cómo se disipa la turbulencia en un líquido sin viscosidad. En el helio superfluido no hay fricción, por lo que el mecanismo clásico (convertir la energía en calor) no funciona. En su lugar, la energía se invierte en crear rotones, y ahora esto se ha confirmado con una medición directa.
Este mecanismo podría operar también en otros líquidos cuánticos, por ejemplo, en las estrellas de neutrones, donde la materia se encuentra en estado superfluido. Comprender cómo pierden energía los vórtices ayuda a modelar la rotación de estas estrellas y a predecir su comportamiento.
El rotón es un cuanto de sonido que tiene un "precio mínimo": para crearlo hay que invertir energía, como si el sonido no pudiera ser más silencioso que cierto nivel.
En la novela de Larry Niven "Los árboles integrales", los vórtices superfluidos en las estrellas de neutrones controlan el clima; ahora sabemos que realmente pueden perder energía a través de rotones.