Torbellinos en una nube de átomos ✎ exprés

Original: "Observation of Vinen turbulence during far-from-equilibrium Bose-Einstein condensation"
arXiv:2604.28191 · 2026-04-30 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 2 min
Un gas cuántico se calma desenredando una maraña de líneas de vórtice, como la espuma de la leche que pierde sus burbujas.

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Acaban de dejar de remover una olla de agua: los remolinos y torbellinos se van calmando poco a poco y el líquido se vuelve liso. Un proceso similar, pero en el mundo cuántico, ocurre en el helio superfluido o en una nube de átomos ultrafríos. Solo que en lugar de remolinos de agua, allí hay hilos de vórtice invisibles, diminutos "tornados" cuánticos que atraviesan la materia.

En el nuevo experimento, los físicos crearon una nube tridimensional homogénea de átomos de rubidio enfriados casi hasta el cero absoluto. Con la ayuda de ondas de luz especiales, ampliaron la imagen de la nube, como un proyector amplía una diapositiva, y tomaron una fotografía de una capa delgada. En la imagen aparecieron rastros de líneas de vórtice orientadas en diferentes direcciones: una auténtica maraña de huracanes microscópicos. Al medir cómo disminuía con el tiempo la longitud total de estas líneas, los científicos compararon el resultado con la predicción de la turbulencia "ultracuántica". Este régimen fue descrito por el físico británico William Vinen ya en la década de 1950.

En un flujo turbulento ordinario, los vórtices se fragmentan en otros cada vez más pequeños hasta que la energía se disipa en calor. En un líquido cuántico, los vórtices no pueden fragmentarse indefinidamente: desaparecen solo cuando dos hilos con giros opuestos se encuentran y se aniquilan, como una partícula con su antipartícula.

El resultado más inesperado fue que el comportamiento de un gas atómico débilmente interactuante resultó ser muy similar al del denso helio superfluido. Aunque la nube diluida es fácil de comprimir, su dinámica a gran escala seguía las leyes de un líquido incompresible. La velocidad de atenuación de los vórtices no dependía de la fuerza de interacción entre los átomos: como si la maraña cuántica se desenredara según el mismo guion, sin importar cuán pegajosos sean sus hilos entre sí.

En un líquido superfluido, un vórtice no puede simplemente frenar y desaparecer: debe llegar al borde del recipiente o chocar con un "antivórtice" que gira en sentido contrario. Por eso la turbulencia cuántica se disipa de manera muy distinta a las ondas en una taza de té.

En la novela "Luz de otros tiempos" de Peter Watts, los seres extraterrestres utilizan vórtices cuánticos para procesar información, casi como una red neuronal hecha de hilos retorcidos.

Científicos
George GamowLeo EsakiJacob BekensteinWilhelm WienLudwig BoltzmannCharles Bennett
Conceptos
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