El agua caliente a veces se congela antes que la fría: es el efecto Mpemba. En el mundo cuántico se observa una paradoja similar: cuanto más se altera el equilibrio, más rápido se restablece. Esto recuerda a una huida del desorden (entropía) en dirección contraria: el propio sistema se apresura hacia el orden, y un gran desequilibrio inicial le ayuda. Sin embargo, las partículas cuánticas obedecen estrictas reglas de conservación, como las leyes del Modelo Estándar. Estas reglas fragmentan el estado del sistema en celdas aisladas, como una cubitera con separadores. Resulta que en este sistema fragmentado, el efecto Mpemba se manifiesta dos veces: un tipo de desequilibrio se "derrite" rápido, y otro, más despacio. Algunas celdas están congeladas para siempre: en ellas el desequilibrio se conserva, guardando memoria del estado inicial. Esas celdas son una crónica cuántica, capaz de sobrevivir al propio sistema. Las celdas activas alcanzan el equilibrio rápidamente, dando lugar a la paradoja. Las ideas de Ludwig Boltzmann sobre la relación entre entropía y probabilidad y las de John von Neumann sobre el desorden cuántico se entrelazan en un patrón de memoria y olvido.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2606.06653
A quantum system can restore a broken symmetry faster the more strongly it initially breaks it, an anomaly known as the quantum Mpemba effect. Whether this effect survives once conservation laws fragment the Hilbert space into exponentially many disconnected Krylov sectors has remained open. We address this question for circuits and Hamiltonians with simultaneous charge and dipole conservation, the paradigmatic setting for strong Hilbert-space fragmentation. Combining a replica tensor-network formulation for charge and dipole-conserving gates, which reaches the annealed R\'enyi-2 entanglement asymmetry up to $$L=128$$, with Hamiltonian simulations and an exactly solvable dissipative model, we uncover a higher-order symmetric quantum Mpemba effect: the charge and dipole asymmetries each display Mpemba-like crossings on parametrically distinct timescales. Resolving the state into frozen and active Krylov sectors reveals the mechanism: frozen fragments retain a finite asymmetry that obstructs full restoration, while active fragments host the relaxation responsible for the crossings. Fragmentation thus does not preclude the quantum Mpemba effect but reshapes it into frozen memory and active-fragment relaxation, providing a framework for the Mpemba phenomenology of higher-moment symmetries.
El efecto Mpemba clásico fue observado por un estudiante de Tanzania en 1963 mientras preparaba helado y descubrió que la mezcla caliente se congelaba más rápido. Su hallazgo desconcertó a muchos físicos.
La división en celdas aisladas recuerda a la interpretación de los muchos mundos: el pasado del sistema se conserva en ramas separadas de la realidad, como en universos paralelos.