El motor del orden funciona al borde del caos: basta empujarlo un poco más fuerte y, en lugar de estructuras ordenadas, aparece un remolino de casualidades. Los físicos sospechaban desde hace tiempo que los sistemas vivos, desde las bandadas de aves hasta las colonias de bacterias, eligen precisamente ese borde, pero no podían medir cuán rentable resulta gastar energía en mantener el orden lejos del equilibrio. Un nuevo trabajo traslada por primera vez una medida informacional de la eficiencia a sistemas que reciben un empuje constante.

Los autores tomaron dos modelos de red con distintos mecanismos de alejamiento del equilibrio. En el modelo de Ising persistente, a la regla estándar de volteo del espín se le añade un sesgo constante que suprime o estimula las transiciones. En el modelo activo, las partículas con espín saltan por la red con una asimetría que depende de la dirección del espín, lo que modela el automovimiento. Para cada modelo se calcula la eficiencia termodinámica como la relación entre el cambio de entropía de Shannon y el trabajo generalizado bajo una pequeña perturbación de la fuerza de acoplamiento. En paralelo se calcula la eficiencia inferencial, que en lugar de la respuesta a la perturbación utiliza covarianzas de las observables a tiempos iguales.

El resultado fue sorprendentemente nítido: en ambos modelos la eficiencia termodinámica alcanza un máximo cerca del punto crítico, incluso cuando el sistema se encuentra en un estado estacionario fuera del equilibrio. Para el modelo persistente, con un sesgo fuerte, el valor crítico de la fuerza de acoplamiento es 1.2315, y el pico de eficiencia cae justo en él, igual que en el caso de equilibrio. La eficiencia inferencial, en cambio, se comporta de forma asimétrica: cuando las fluctuaciones se suprimen queda por debajo de la termodinámica, y cuando se estimulan, por encima. La relación entre los máximos crece al intensificarse el impulso, lo que sirve como firma fenomenológica de la violación del teorema de fluctuación-disipación.

Hasta ahora no se sabía si el máximo de eficiencia termodinámica en el punto crítico se conservaba en sistemas sacados del equilibrio por un impulso constante o por automovimiento. Ahora se demuestra que en dos modelos fuera del equilibrio distintos la eficiencia efectivamente alcanza su pico cerca de la transición de fase, y que la brecha entre la eficiencia termodinámica y la inferencial refleja cuantitativamente el grado de violación del balance detallado. Esto fue posible gracias a la comparación de dos medidas de eficiencia, la respuesta a la perturbación y las covarianzas a tiempos iguales, en simulaciones numéricas de modelos de espín fuera del equilibrio. Este enfoque puede aplicarse para estimar el costo energético de la autoorganización en sistemas biológicos y activos, así como para diagnosticar la desviación del equilibrio a partir de observables estáticas. El motor del orden vuelve a funcionar al borde del caos, pero ahora sabemos cómo medir su rendimiento.