Un equipo de investigadores europeos desarrolló una propuesta para reproducir en sistemas de átomos ultrafríos algunas de las características estadísticas del llamado caos cuántico extremo, un fenómeno relacionado matemáticamente con ciertos modelos utilizados para estudiar agujeros negros.
El trabajo no significa que los científicos hayan creado un agujero negro en el laboratorio. No existe un horizonte de sucesos, gravedad extrema ni radiación de Hawking. Lo que se busca es imitar determinados comportamientos cuánticos mediante un sistema controlado de átomos.
La propuesta parte del llamado modelo de Bose-Hubbard, utilizado para estudiar átomos ultrafríos colocados en una red óptica creada mediante luz. En este sistema, las partículas pueden desplazarse entre posiciones cercanas e interactuar cuando coinciden en un mismo lugar.
Los investigadores plantean modificar periódicamente ese movimiento mediante una técnica conocida como ingeniería de Floquet. En términos sencillos, consiste en “sacudir” el sistema con un ritmo preciso para cambiar temporalmente la manera en que los átomos interactúan entre sí.
El objetivo es acercarse al comportamiento del modelo Sachdev-Ye-Kitaev, conocido como SYK, empleado en física teórica para estudiar sistemas con un alto grado de caos cuántico y que también mantiene conexiones matemáticas con algunas descripciones simplificadas de los agujeros negros.
En un sistema convencional, una partícula interactúa principalmente con las que tiene cerca. En el modelo SYK, en cambio, las interacciones pueden extenderse entre muchas partículas al mismo tiempo, permitiendo que la información se distribuya con gran rapidez.
Para comprobar si su propuesta reproduce este comportamiento, los científicos analizaron dos indicadores del caos cuántico. Uno de ellos estudia la distribución de los niveles de energía y el otro observa cómo una perturbación localizada termina propagándose por el resto del sistema.
Las simulaciones mostraron patrones compatibles con el modelo SYK, lo que sugiere que este tipo de redes de átomos ultrafríos podría utilizarse como plataforma para estudiar fenómenos de caos cuántico que hasta ahora han sido difíciles de reproducir experimentalmente.
Sin embargo, los propios autores advierten que existen límites importantes. El estudio es por ahora una propuesta teórica apoyada en simulaciones numéricas y no corresponde a un experimento realizado físicamente en un laboratorio.
Las simulaciones también utilizaron sistemas pequeños. Uno de los análisis más grandes contempló 11 bosones distribuidos en 12 posiciones, mientras que otras pruebas se realizaron con apenas seis partículas.
Otro desafío es el llamado calentamiento de Floquet. Al someter un sistema cuántico a una estimulación periódica, éste puede absorber energía hasta que las características que se buscaban estudiar terminan desapareciendo, por lo que existiría una ventana limitada para realizar las mediciones.
El estudio fue publicado el 21 de julio de 2026 en la revista Physical Review Letters y fue elaborado por Charles Creffield, Fernando Sols, Marco Schirò y Nathan Goldman, vinculados con instituciones como la Universidad Complutense de Madrid, el CNRS, el Collège de France, los International Solvay Institutes y la Université Libre de Bruxelles.
La importancia del trabajo radica en que podría ofrecer una nueva herramienta para estudiar cómo se mezcla y distribuye la información en sistemas cuánticos complejos, un tema que también tiene aplicaciones en el desarrollo y análisis de tecnologías de computación cuántica.
El siguiente paso será intentar implementar el método con átomos ultrafríos reales y comprobar si las señales observadas en las simulaciones pueden mantenerse frente al ruido, el calentamiento y otras dificultades propias de un experimento físico.
Hola, déjenos un comentario