Columpios cuánticos: cómo el ruido genera orden
Un incendio forestal que se apaga y se reaviva a sí mismo: así se ve un ciclo límite cuántico. En un sistema cuántico que intercambia energía con su entorno de forma continua, las oscilaciones periódicas no surgen a pesar del ruido, sino gracias a él. Es parecido a un columpio que se balancea solo porque recibe un empujón en el momento justo.
Los autores estudiaron una red de átomos de Rydberg, partículas cuyo electrón está arrojado lejos del núcleo y por eso resulta especialmente sensible a sus vecinos. En este modelo, las partículas activas «contagian» a las vecinas, como las chispas encienden un bosque. Cuando la actividad llega a su máximo, se pone en marcha un mecanismo que sofoca el incendio: el sistema pasa a un estado tranquilo en el que todas las partículas están inactivas. Pero después la retroalimentación lenta vuelve a elevar la densidad y el ciclo se repite.
Antes no estaba claro si en los sistemas cuánticos podían aparecer oscilaciones autosostenidas sin un orden estático. Ahora se ha demostrado que el ciclo límite surge porque el sistema atraviesa una y otra vez el punto en el que está listo para cambiar de estado. Esto puede ayudar a crear generadores cuánticos de señales periódicas y a anticipar transiciones críticas. Un incendio forestal que se apaga y se reaviva a sí mismo resulta ser una descripción precisa de cómo el ruido genera orden.
Cerca del punto de bifurcación, una sola partícula activa puede desencadenar una reacción en cadena de activaciones que recuerda a la propagación de un incendio forestal: el sistema pasa de un estado casi vacío a uno completamente activo en poco tiempo.
La idea de oscilaciones autoorganizadas en sistemas cuánticos resuena con la noción de «conciencia cuántica» en la novela La escalera de Schild, de Greg Egan, donde los estados cuánticos colectivos generan nuevas formas de orden.