Dos nubes de átomos ultrafríos, casi inmóviles a temperaturas de unos pocos nanokelvins, se mezclan en una trampa. Una nube está formada por átomos ligeros, la otra por átomos pesados. Se empujan entre sí de manera diferente. Los físicos saben desde hace tiempo describir estas mezclas con ecuaciones simples, pero estas solo funcionan si los átomos son perfectamente idénticos. En cuanto aparece una diferencia en las masas o en las fuerzas de interacción, las fórmulas simples comienzan a fallar.
En el nuevo trabajo, los científicos aplicaron un método que no se basa en promedios, sino que sigue honestamente las fluctuaciones cuánticas en todas las escalas. Este enfoque se llama grupo de renomalización funcional: un método de cálculo donde los efectos de diferentes escalas se tienen en cuenta paso a paso. Resultó que la desigualdad entre los componentes actúa como una bomba: transfiere fluctuaciones de un tipo de átomos al otro. Un componente se vuelve más "vestido" con una nube de partículas virtuales, mientras que el segundo queda casi desnudo. En números, esto se expresa en que sus residuos cuasipartícula —las cantidades que indican cuánto se parece una partícula a una libre— difieren en varias veces.
El resultado más inesperado se refiere al sonido. En la teoría ordinaria, la velocidad del sonido en una mezcla debería aumentar si se intensifica la diferencia entre los componentes. Pero aquí el cálculo mostró lo contrario: cuanto mayor es la asimetría, más lentamente se propagan las ondas de densidad. La razón es precisamente la transferencia de fluctuaciones, que suaviza el medio. Los autores proponen medir la relación de los residuos de los dos componentes como un indicador directo de la fuerza de las correlaciones cuánticas. Este experimento se puede realizar hoy mismo en instalaciones con átomos enfriados de rubidio y potasio.
Así, la desigualdad que antes se consideraba una molestia se convierte en una herramienta. Variando las masas y las fuerzas de interacción, los físicos pueden ajustar el flujo de fluctuaciones cuánticas, como si regularan un grifo. Y entonces la desaceleración del sonido no es un fallo, sino una señal precisa de la vida oculta de la materia ultrafría.
A temperaturas de unos pocos nanokelvins, una nube de átomos en condensado de Bose se comporta como un único líquido cuántico, en el que el sonido puede propagarse a velocidades de solo unos pocos centímetros por segundo: más lento que el paso de una persona.
En la novela "La ciudad fría" de Greg Egan, la transferencia de fluctuaciones cuánticas entre diferentes tipos de partículas se utiliza para crear entornos computacionales con "rigidez" programable.