La complejidad congelada de un agujero negro exprés
El té caliente se enfría, el péndulo se detiene: la naturaleza ama el equilibrio. Pero un agujero negro con carga puede alcanzar un estado especial, extremo: la masa se vuelve mínima y la temperatura cae a cero. Esto no es solo una parada del movimiento térmico: en una nueva investigación se ha descubierto que en ese punto también se congela la complejidad cuántica.
Los autores del estudio examinaron un agujero negro de Reissner-Nordström en el espacio anti-de Sitter, un modelo de universo con curvatura negativa. Mediante el principio holográfico, lo relacionaron con un estado cuántico llamado estado doble termocampo. Resultó que en el límite extremo, la amplitud de retorno —una medida de cuánto "recuerda" el sistema su estado inicial— se convierte en una fase pura. Como la manecilla de un reloj que gira pero no avanza. El crecimiento de la complejidad en el espacio de Krylov (una herramienta matemática para describir la evolución de operadores) se detiene efectivamente.
Luego entraron en juego las partículas cargadas. Cerca del horizonte de un agujero negro extremo, el campo eléctrico es tan intenso que crea pares de partículas desde el vacío. Este proceso se llama creación de pares de Schwinger. Tan pronto como aparece un canal de descarga, la complejidad congelada se descongela: la dinámica vuelve a ser no trivial. Todo esto recuerda a la antigua conjetura de la gravedad débil. Esta afirma que la gravedad debe ser la fuerza más débil capaz de descargar un agujero negro. Ahora esta idea tiene una nueva cara, la "complejidad".
El resultado tiende puentes entre tres áreas: la física de agujeros negros, la teoría cuántica de la información y el programa del pantano (swampland). Este programa separa las teorías consistentes de gravedad cuántica de las inconsistentes. La congelación y descongelación de la complejidad podría ser un indicador universal de qué teorías sobreviven en la imagen cuántica completa del mundo. Así, la manecilla detenida vuelve a ponerse en marcha, y con ella cobra vida el propio tejido de la teoría.
Un agujero negro extremo se parece a un refrigerador perfecto: su temperatura es el cero absoluto, pero su entropía (una medida de la información oculta) sigue siendo enorme, proporcional al área del horizonte.