Una nube fría de átomos se parece a un enjambre de luciérnagas que se sienten atraídas entre sí. La atracción entre los átomos intenta reunirlos en una masa densa. Pero el temblor cuántico —el movimiento inevitable de las partículas— impide que la masa colapse. Cuando la atracción es fuerte, la nube se divide en cúmulos separados. Así nacen los solitones: ondas estables, parecidas a una cresta solitaria que corre sobre el agua sin dispersarse.
En el laboratorio, estos cúmulos se obtienen enfriando átomos a temperaturas de millonésimas de grado por encima del cero absoluto. Los átomos de metales alcalinos, como el litio o el potasio, se mantienen en trampas de luz láser. La trampa se hace estrecha, como un tubo, para que los átomos se muevan solo en una dirección. Entonces la atracción actúa a lo largo del tubo y los cúmulos resultan alargados. Chocan, se atraviesan mutuamente y vuelven a separarse, como dos fantasmas que no pueden fusionarse.
Recientemente se han podido observar solitones de un nuevo tipo: los bidimensionales. Aparecen cuando la trampa no es un tubo, sino un plato plano. Tal solitón se asemeja a un vórtice que gira y se sostiene a sí mismo. Los solitones vorticiales se predijeron hace tiempo, pero en el experimento solo se han visto ahora. Esto es importante porque estos vórtices podrían ser bloques de construcción para futuros dispositivos cuánticos.
Los cúmulos de átomos viven poco tiempo: fracciones de segundo. Pero en ese lapso se puede medir cómo nacen del ruido cuántico. Resulta que el nacimiento de los cúmulos no es un proceso aleatorio, sino cuántico: comienza con diminutas fluctuaciones que la atracción amplifica. Es como una avalancha de nieve que comienza con un solo copo que cae de una rama.
El solitón debe su nombre al ingeniero John Scott Russell, quien en 1834 vio una ola solitaria en un canal y la persiguió a caballo durante varios kilómetros.
En la ciencia ficción, los solitones suelen ser armas o medios de comunicación, como en la novela «Solitón» de Stephen Baxter, donde una onda transporta información a través del espacio-tiempo.