Un pulso láser se clava en el cristal de Ca0.4Sr0.6CuO2 y, dentro de las cadenas de átomos de cobre y oxígeno, comienza un baile que dura menos de una millonésima de nanosegundo. En un conductor normal los electrones corren libres por el material, pero aquí la fuerte repulsión coulombiana los mantiene en su sitio, como pasajeros en un autobús abarrotado. La luz arranca un electrón de su lugar y se forma una pareja: un dublete (dos electrones en un mismo nodo) y un holón (un sitio vacío). Los dos están ligados, como parejas de baile, y su movimiento determina qué luz nace cuando se encuentran.

Cuando el dublete y el holón vuelven a acercarse, se aniquilan y el exceso de energía se escapa en forma de fotón. Si el campo láser es intenso, esos encuentros ocurren muchas veces durante una sola oscilación de la luz y se generan armónicos altos: radiación a frecuencias múltiplos de la frecuencia del láser. En este trabajo el láser iluminó a una longitud de onda de 3.5 micrómetros y los armónicos llegaron hasta el duodécimo. Para extraer información sobre el movimiento de la pareja, los científicos usaron un campo de dos colores: al pulso principal le añadieron un pulso débil a frecuencia doble. Eso rompió la simetría y permitió observar los armónicos pares, que normalmente están prohibidos.

Midiendo el desplazamiento de los máximos de los armónicos pares al cambiar la fase relativa de los dos pulsos, los autores obtuvieron un chirp de 0.19 fs/eV. Esto quiere decir que el duodécimo armónico nace 0.19 femtosegundos después del sexto. Ese retardo concuerda con un modelo semiclásico en el que el dublete y el holón se separan bajo la acción del campo y luego regresan y se recombinan. Cuanto más lejos se han separado, más energía han acumulado y mayor es la frecuencia de la radiación. Es parecido a un resorte: cuanto más se estira, más agudo suena al soltarlo.

Pero el baile no es perfecto. La medición del perfil temporal de la emisión mostró que los armónicos altos se suprimen en la parte tardía del pulso. La causa es la dispersión sobre los portadores acumulados durante la acción del láser. El dublete y el holón, al moverse por la cadena, chocan con otras excitaciones y pierden la sincronía, como bailarines a los que empujan en una multitud. La longitud característica en la que la pareja pierde la coherencia resultó ser de alrededor de la mitad de la constante de red. Es una limitación fundamental para el control coherente en sistemas fuertemente correlacionados.

El baile de dubletes y holones, capturado en el chirp de los armónicos altos, abre una ventana al mundo de los procesos ultrarrápidos en materiales cuánticos. Ahora no solo se puede ver el espectro promedio, sino también seguir el movimiento de las cuasipartículas dentro de un solo ciclo de luz. Y la limitación impuesta por el desfase marca límites honestos para futuros intentos de controlar estos sistemas con luz.