Cómo una nube de átomos juega a la reversión temporal exprés

Original: "Kinematic reversibility in a low Reynolds number cold atom fluid"
arXiv:2605.03970 · 2026-05-05 · CC BY 4.0 · 2 min
Físicos lograron que una nube atómica se moviera hacia atrás en el tiempo simplemente invirtiendo el campo magnético.

El azúcar se disolvió en el té y, de repente, con un solo movimiento, volvió a juntarse en la cuchara. En una cocina normal, esto no se ve: la viscosidad y el desorden lo impiden. Pero en el mundo de los movimientos ultralentos, donde la inercia desaparece, trucos así se vuelven realidad.

Los físicos tomaron una nube de átomos fríos en una trampa magneto-óptica: una caja invisible que retiene las partículas con luz y campo magnético. Aplicaron una fuerza a la nube mediante un campo magnético que variaba suavemente y observaron cómo se reordenaban los átomos. Luego invirtieron la fuerza. A pesar de toda la complejidad de los movimientos tridimensionales, la nube volvió exactamente a su forma inicial. Es como rebobinar una película: cada partícula recorrió su camino en orden inverso.

Este truco solo funciona con un rozamiento muy fuerte, cuando la inercia no impide que las partículas respondan al instante a los cambios de fuerza. Una bolita en miel espesa se mueve exactamente hacia donde la empujan, sin balanceo; aquí aplica el mismo principio.

Pero la reversibilidad no era perfecta. Con cierta configuración de la trampa, los científicos notaron desviaciones: el sistema parecía 'atascarse' y no volvía por completo. Esto recuerda a la histéresis: el fenómeno en el que el estado depende de la historia previa, como en un pestillo magnético. Estos fallos resultaron ser una herramienta valiosa para estudiar sistemas donde la energía se disipa rápidamente.

Los experimentos con átomos fríos permiten modelar el comportamiento de líquidos con número de Reynolds muy bajo, por ejemplo, el movimiento de microorganismos en el agua, donde la viscosidad domina sobre la inercia.

Volvamos al té con azúcar. En una taza normal, remover es irreversible, pero en el micromundo, donde la fricción juega el papel principal, se puede lograr que las partículas regresen. Este experimento demostró que incluso los átomos que interactúan entre sí pueden exhibir una reversibilidad precisa si se eligen las condiciones adecuadas. Y cuando la reversibilidad se rompe, tenemos la oportunidad de estudiar cómo surge la irreversibilidad en la naturaleza.

La trampa magneto-óptica enfría los átomos a temperaturas de millonésimas de grado por encima del cero absoluto, más frío que el espacio interestelar.

En la novela 'El contrato de Faraón' de Ray Bradbury se describe una máquina del tiempo que funciona según el principio de inversión de la entropía, casi como en este experimento, pero para todo el universo.

Re = \frac{\rho v L}{\mu}
Número de Reynolds: ρ es la densidad, v la velocidad, L la dimensión característica y μ la viscosidad. Cuando Re ≪ 1, la inercia es despreciable.
Científicos
Niels BohrPascual JordanWerner Heisenberg
Conceptos
simetría de inversión temporal reversibilidad trampa magnetoóptica irreversibilidad número de Reynolds retroceso energía rotacional arrastre energía cinética agua superenfriada obstáculo dinámica de fluidos computacional momento transverso simulación cinética Ley de conservación del momento angular agua líquido de espín cuántico dinámica orbital gravitacional rotación termodinámica