Es una verdad tanto de la física como de la experiencia cotidiana que las cosas se desmoronan. El hielo se derrite. Los edificios se desmoronan. Cualquier objeto, si se espera lo suficiente, se mezcla consigo mismo y con su entorno hasta quedar irreconocible.

Pero a partir de 2005, una serie de avances hicieron que esta marcha de la muerte pareciera opcional. En el entorno cuántico adecuado, cualquier disposición de electrones o átomos permanecería igual por toda la eternidad, incluso las disposiciones desiguales llenas de actividad. El hallazgo iba en contra de la sabiduría convencional de que los fenómenos cuánticos eran cosas frágiles, observables sólo a temperaturas extremadamente bajas. También abrió un agujero en los fundamentos de la termodinámica, la venerable rama de la física que explica fenómenos como el calor y la entropía como consecuencias inevitables de la interacción de vastos enjambres de partículas.

Los resultados sorprendieron a físicos como norman yao, un estudiante de posgrado en ese momento que ahora es profesor en la Universidad de Harvard. “Santo infierno”, recordó haber pensado, usando una palabra más fuerte que infierno. “Si esto es cierto en un sistema de muchas partículas que interactúan, entonces la mecánica estadística falla. La termodinámica falla”.

Se extendió la noción de una estabilidad cuántica radicalmente nueva. Inspiró a los teóricos a evocar una colección de nuevas fases de la materia cuántica, como los cristales de tiempo, sistemas que mantienen un comportamiento repetitivo indefinidamente sin absorber energía. Y los ingenieros cuánticos que luchaban contra el nerviosismo de los qubits para construir computadoras cuánticas se animaron ante esta indicación de que su lucha era ganable.

“En una computadora cuántica necesitas tener memoria de tus condiciones iniciales; de lo contrario no se puede hacer nada”, dijo Yao.

La acumulación de evidencia alcanzó su punto máximo en 2014 con una prueba matemática rigurosa de que los patrones cuánticos podrían durar para siempre.

Sin embargo, en los últimos años, la promesa de estructuras cuánticas eternamente estables ha comenzado a tambalearse. De hecho, estos patrones pueden durar eones, como descubrieron los experimentos innovadores. Pero existe un debate sobre si esos eones realmente pueden extenderse hasta la eternidad, como han creído muchos físicos. Mientras analizaban la naturaleza fundamental del destino cuántico, los físicos involucrados descubrieron fenómenos cuánticos previamente desconocidos que amenazan la estabilidad de grandes hordas de partículas.

"Creías que entendías [esta idea] muy bien, y ahora no es así", dijo Vedika Khemani, físico de la Universidad de Stanford. "Eso es gracioso. Hay un misterio que resolver nuevamente”.

Un sabor de eternidad

Phil Anderson, un físico que se convertiría en una leyenda en su campo, recogió un primer indicio de la eternidad cuántica. En la década de 1950, Anderson estaba en los Laboratorios Bell estudiando lo que entonces era física de vanguardia: el comportamiento de los electrones dentro de los semiconductores. Mientras intentaba comprender algunos resultados experimentales desconcertantes, se encontró pensando en un problema más abstracto.

¿Era posible, se preguntó Anderson, atrapar una sola partícula cuántica en su lugar?

Es fácil atrapar un objeto clásico, como una bola de billar. Simplemente rodéelo con barreras, como las barandillas de una mesa de billar. Pero las partículas cuánticas pueden viajar sin tener en cuenta las barreras, haciendo “túneles” a través de ellas. El problema es que no pueden viajar muy lejos. La construcción de túneles se vuelve difícil (es decir, exponencialmente improbable) cuanto más lejos intenta llegar una partícula. Anderson se preguntó qué entorno podría contener a un artista del escape cuántico.

Descubrió que el secreto era colocar la partícula en un paisaje cuántico “desordenado”, salpicado de picos y valles. Cada ubicación tendría una altura aleatoria, lo que representaría una energía aleatoria. En un material real, este desorden podría deberse a impurezas como átomos faltantes o átomos de diferentes elementos.

Con suficiente desorden, concluyó Anderson, una partícula nunca podría llegar muy lejos. Para poder hacer un túnel, una partícula necesita encontrar una ubicación con una energía similar (o a una altitud similar) a aquella en la que comienza. Y un mayor desorden hace que esos sitios sean más escasos. Al mirar más profundamente en el paisaje, una partícula podría explorar sitios candidatos a un ritmo decente. Esta velocidad podría ser bastante rápida en dimensiones "superiores", como planos 2D y ladrillos 3D, donde la partícula tiene más opciones disponibles. Pero la dificultad exponencial de llegar a esos lugares siempre aumentaría aún más rápido, lo que hace que la construcción de túneles sea una propuesta poco probable.

La construcción de túneles no era suficiente, argumentó Anderson en un papel 1958. Un paisaje desordenado de cualquier dimensión “localizaría” una partícula. La obra prácticamente no se leyó durante años, aunque con el tiempo le ayudaría a conseguir una parte de la 1977 Premio Nobel de Física.

Si bien las reflexiones de Anderson se inspiraron en los electrones de un semiconductor, su encuadre revela que estaba pensando de manera más abstracta. La anomalía que lo había motivado era una misteriosa resistencia entre los electrones a un proceso conocido como termalización. Intentó comprender más profundamente cuándo un sistema se termalizaría o no. No fue el primer físico en estudiar este fenómeno, pero las preguntas que planteó en su trabajo capturarían la imaginación de una generación posterior de físicos.

“Se adelantó 50 años a su tiempo”, dijo David Huse, físico de la Universidad de Princeton.

En el lenguaje cotidiano, la termalización es la tendencia natural de los sistemas a mezclarse. Una nueva baraja de cartas pierde rápidamente su orden original. Un castillo de arena termina convertido en un trozo de arena húmeda. En termodinámica, esta tendencia es una consecuencia directa de la estadística. Hay sólo unas pocas formas de ordenarse y una enorme cantidad de formas de mezclarse, por lo que es muy probable que un sistema ordenado inicialmente termine mezclado.

La característica clave de la termalización es que la mezcla elimina cualquier patrón inicial. Cualquier punto caliente inicial o concentración de energía, por ejemplo, se expande hasta que ya no es posible una mayor propagación. En este punto, el sistema se vuelve estable y deja de cambiar notablemente, un escenario al que los físicos se refieren como equilibrio térmico.

En retrospectiva, los físicos ven que el trabajo de Anderson contenía las semillas de una rebelión contra la termalización. Había demostrado que un paisaje desordenado podía atrapar una partícula. La pregunta clave fue: ¿podría localizar muchas partículas? Si las partículas quedaran atrapadas en su lugar, la energía no se propagaría y un sistema nunca se calentaría. A diferencia de la termalización, la localización representaría un tipo de estabilidad completamente nuevo, una forma inesperada de que los patrones cuánticos de energía persistan para siempre.

"Saber si la termalización es algo universal que sucederá en un sistema cerrado, o si puede fallar por completo", dijo Maissam Barkeshli, físico de la Universidad de Maryland, “es una de las cuestiones más fundamentales de la física”.

Sin embargo, responder a esa pregunta requeriría resolver un problema que hizo que el trabajo de Anderson, ganador del Premio Nobel, pareciera un calentamiento. La cuestión básica es que los grupos de partículas pueden influirse entre sí de maneras colosalmente complejas. La explicación de estas interacciones resultó tan complicada que transcurrieron casi 50 años entre el artículo de Anderson de 1958 y los primeros intentos serios de comprender la localización en sistemas de muchas partículas, lo que los físicos llaman localización de muchos cuerpos.

La increíble respuesta que surgiría, medio siglo después, fue que la termalización no siempre es inevitable. A pesar de la termalización, la localización de muchos cuerpos parecía posible.

"Rompe las leyes de la termodinámica", dijo Wojciech De Roeck, físico de la KU Leuven en Bélgica. "Significa que el caos no siempre gana".

El auge de la localización de muchos cuerpos

La exitosa secuela del trabajo de Anderson llegó en 2005, cuando Denis Basko, Igor Aleiner y Boris Altshuler, físicos afiliados a las universidades de Princeton y Columbia, publicaron un artículo histórico que haría que sus iniciales fueran instantáneamente reconocibles para los investigadores en el campo. En él, BAA estudió si las impurezas atómicas en un metal podían localizar electrones, atrapándolos cerca de los átomos y transformando el material conductor en un aislante.

In 88 páginas Con una densa matemática que comprende 173 ecuaciones numeradas y 24 figuras (sin incluir los apéndices), BAA demostró que un material desordenado podía realmente detener grupos de electrones en seco, de la misma manera que Anderson había demostrado que podía detener una partícula. Su trabajo lanzó efectivamente el estudio de la localización de muchos cuerpos, o MBL.

"Realmente fue un tour de force", dijo Khemani. "Mostraron que MBL es estable en todas las dimensiones". La obra también era impenetrable. Los investigadores lo creyeron pero no lo entendieron lo suficientemente bien como para desarrollarlo. "Nadie más que ellos podría hacer el cálculo de BAA", dijo Jed Pixley, físico de materia condensada de la Universidad de Rutgers.

Pero el hallazgo de BAA sí tuvo repercusiones en todo el campus de Princeton. Basko se lo contó a su amigo Vadim Oganesyan, quien lo discutió con su asesor, David Huse. Los dos ya estaban ejecutando simulaciones por computadora que les permitirían probar las ideas de BAA de manera más directa en el contexto más abstracto de la termalización.

En sus simulaciones, Huse y Oganesyan establecieron cadenas de partículas cuánticas que podían apuntar hacia arriba o hacia abajo y voltear a sus vecinas. Cuando añadieron más y más desorden, según la receta de localización, vieron señales de que las cadenas de partículas estaban cambiando de un escenario de termalización (donde, por ejemplo, una partícula que gira rápidamente dispersaría su energía y comenzaría a girar a sus vecinas) a un escenario casi escenario localizado (donde la partícula retendría su energía). La transición de la termalización a la localización en un cierto nivel de desorden se parecía más bien a transiciones entre fases de la materia, como entre líquido y hielo, que ocurren a una determinada temperatura.

¿Podría MBL calificar como una especie de fase? Las fases tienen un estatus especial en física. También tienen una definición especial. Fundamentalmente, una fase de la materia debe ser estable durante un período de tiempo infinitamente largo y para un sistema infinitamente grande. Si efectivamente hubo una transición entre la termalización y la localización, y si la localización se produjo indefinidamente para sistemas infinitos, tal vez los dos tipos de estabilidad podrían considerarse como fases en sí mismas.

Oganesyan y Huse no podían simular cadenas infinitamente largas durante tiempos infinitamente largos (podían hacerlo con alrededor de una docena de partículas), por lo que no les sorprendió ver signos imperfectos de localización. Pero a medida que alargaron sus cadenas, la transición a la localización se hizo más pronunciada. Su primer trabajo, publicado en 2006, provocó la intrigante posibilidad de que para cadenas infinitamente largas con suficiente desorden, podría existir una fase de localización.

Quizás lo más importante es que sus simulaciones fueron fáciles de entender. "David hizo el cálculo para que cualquiera pudiera hacerlo", dijo Pixley.

Estudios numéricos posteriores respaldaron la idea de que un paisaje accidentado podría localizar la energía, y los físicos comenzaron a considerar las implicaciones. Diluvios de energía, a menudo en forma de calor, eliminan fases delicadas de la materia cuántica. Pero si unos picos suficientemente irregulares pudieran detener la propagación de la energía, las estructuras cuánticas podrían sobrevivir efectivamente a cualquier temperatura. “Se pueden obtener fenómenos que realmente asociamos y sólo entendemos a temperatura cero”, dijo Anushya Chandran, físico de la Universidad de Boston que estudió MBL como estudiante de posgrado en Princeton.

Una estructura cuántica de alto perfil que surgió a partir de MBL fue un patrón en el tiempo. Si se gira un extremo de una cadena de partículas a una determinada velocidad, toda la cadena podría cambiar entre dos configuraciones sin absorber nada de la energía del giro. Estos "cristales de tiempoEran una fase exótica de la materia fuera de equilibrio, lo que sólo fue posible porque un paisaje suficientemente desordenado impidió que cualquier disposición concebible de partículas alcanzara el equilibrio térmico.

"Simplemente no hay análogo", dijo Khemani, quien pasó por Princeton en esa época y desempeñaría un papel pionero en la comprensión y creación de cristales de tiempo. "Ese es un cambio de paradigma completo".

La última pieza del rompecabezas teórico encajó en 2014, cuando Juan Imbrie, físico matemático de la Universidad de Virginia, demostró que si se pudiera unir una cadena infinitamente larga de partículas con suficiente desorden, cualquier configuración permanecería localizada. A pesar de la capacidad de las partículas para interactuar con sus vecinas, individualmente continuarían haciendo lo suyo para siempre.

La rigurosa prueba matemática, rara en física, fue el resultado de cinco años de esfuerzo. Prácticamente garantizó que la localización fuera posible, solidificando su estatus como fase. "Cuando se hace un argumento matemático, hay que considerar todas las posibilidades", dijo Imbrie. "Eso es parte de la belleza".

Casi al mismo tiempo, físicos de laboratorios especializados en la manipulación de átomos fríos confirmaban que las partículas reales se comportaban de forma muy parecida a las digitales. Un número modesto de átomos separados por montañas de luz se extienden a un ritmo glacial, tanto cuando organizado en líneas 1D y cuando dispuestos en cuadrículas 2D.

Con una preponderancia de evidencia experimental, matemática y numérica, MBL parecía destinado a entrar en el panteón de las transiciones de fase junto con el magnetismo y la superconductividad. Los físicos esperaban que una amplia variedad de sistemas diferentes en diferentes dimensiones pudieran ignorar flagrantemente su presunto destino termodinámico.

En 2022, la Sociedad Estadounidense de Física otorgó a Altshuler, Huse y Aleiner el prestigioso Premio Lars Onsager, llamado así por el físico matemático que demostró que un modelo de dibujos animados capturó la transición de fase cuando un material se magnetizó.

Pero incluso antes de que se entregaran los premios, la idea de estructuras infinitamente duraderas había comenzado a desmoronarse.

El comienzo del bamboleo

El primer temblor se produjo aproximadamente un año y medio después de la prueba de Imbrie.

Recordemos que se cree que la transición de la termalización a la localización se produce como las transiciones entre fases familiares de la materia. Cuando un metal se magnetiza, por ejemplo, ciertas propiedades cambian a velocidades particulares, descritas mediante ecuaciones meticulosamente calculadas. Los valores particulares en estas ecuaciones tienen ciertos exponentes, como el 2 en x².

Para una verdadera transición de fase en una dimensión, los matemáticos habían demostrado que dos de estos exponentes debían ser mayores que 2. Pero las simulaciones MBL habían descubierto que eran 1, lo que suponía un gran desacuerdo. en un preimpresión aún inédita Publicado en 2015, Oganesyan y Chandran, junto con Christopher Laumann de la Universidad de Boston, demostraron que el desajuste no era solo un efecto secundario trivial del estudio de cadenas cortas en lugar de infinitas. Algo más fundamental parecía fuera de lugar.

"Lo investigaron cuidadosamente", dijo Huse. "Pero no pudimos descubrir qué estaba mal".

En los años siguientes se produjo una serie de conmociones mayores. Imagine el tipo de paisaje montañoso que conduciría a MBL. Ahora extiende ese paisaje hasta el infinito en todas direcciones. Si exploras lo suficiente al azar, en algún momento seguramente te encontrarás con una zona plana extendida.

Las partículas en una zona plana pueden encontrar fácilmente estados de energía similar para formar un túnel, por lo que se mezclan y termalizan. En una región así, abundan los estados energéticos, lo que aumenta las probabilidades de que una partícula en las montañas vecinas pueda hacer contacto y termalizarse, argumentó De Roeck de KU Leuven y François Huveneers, que entonces estaba en la Universidad de París-Dauphine en Francia. Así, la zona plana puede servir como fuente de energía térmica.

¿Pero podría un parche tan pequeño destruir todo el sistema? El escenario, intuitivamente, parecía tan plausible como que un jacuzzi en Denver provocara crisis en Vail, Breckenridge y Telluride. Los físicos no lo aceptaron de inmediato. Cuando De Roeck y Huveneers plantearon la posibilidad en conferencias, sus charlas provocaron arrebatos de ira en la audiencia.

"Fue una gran sorpresa", dijo De Roeck. “Al principio mucha gente no nos creía”.

En una serie de artículos que comenzaron en 2016, De Roeck, Huveneers y sus colaboradores expusieron sus argumentos a favor de un proceso que ahora se conoce como avalancha. Argumentaron que, a diferencia de un jacuzzi, lo que comienza como una gota de partículas termalizadas puede convertirse en una bola de nieve hasta convertirse en un océano.

"Tienes un baño de calor que recluta sitios vecinos en el baño de calor", dijo Imbrie. “Se vuelve cada vez más fuerte y atrae cada vez a más sitios. Esa es la avalancha”.

La cuestión crucial era si una avalancha ganaría impulso o lo perdería. Con cada paso, el baño térmico se convertiría en una mayor y mejor reserva de energía. Pero cada paso también hizo que la termalización del siguiente sitio fuera más difícil. Con reminiscencias de la localización de una sola partícula de Anderson, el debate se redujo a una carrera entre dos efectos: la mejora del baño frente a su dificultad para seguir creciendo.

De Roeck y Huveneers argumentaron que las avalanchas ganarían en dos y tres dimensiones, porque acumulaban estados de energía increíblemente rápido, a tasas relacionadas con su área (en 2D) o volumen (en 3D) de rápido crecimiento. La mayoría de los físicos llegaron a aceptar que las avalanchas en estos paisajes eran imparables, lo que convertía a MBL en láminas o ladrillos en una perspectiva remota.

Pero la posibilidad de MBL en cadenas unidimensionales sobrevivió, porque una avalancha que pasa a través de una línea acumula estados de energía más lentamente. De hecho, el baño de calor se vuelve más potente aproximadamente al mismo ritmo que aumenta la dificultad de crecimiento. Fue un empate. Las avalanchas podrían continuar en 1D o podrían detenerse.

Mientras tanto, otros físicos se mostraron escépticos de que MBL pudiera existir incluso en una cadena 1D. En 2019, un equipo de expertos en caos eslovenos, incluido Tomaž Prosen Volvió a analizar datos numéricos antiguos y destacó el hecho de que a medida que el paisaje se volvía más montañoso, la termalización se desaceleró enormemente. pero nunca se detuvo por completo — una verdad incómoda que los investigadores de MBL habían tomado como un artefacto de sus simulaciones a pequeña escala. Anatoli Polkovnikov de la Universidad de Boston y Secos secos, ahora de la Universidad de Nueva York y del Instituto Flatiron, entre otros investigadores, llegó a conclusiones similares. Sus argumentos desafiaron directamente el atractivo central de MBL: la promesa de vida eterna para un castillo de arena cuántico.

“En el nivel de los teóricos que hablan sobre MBL”, dijo Chandran, “hay un régimen honesto donde [el tiempo de termalización] no es sólo la edad del universo, y no podemos verlo. No, es verdaderamente infinito”.

Siguió un vigoroso debate, tanto en la literatura académica como en discusiones privadas. Sels y Huse pasaron horas en Zoom durante lo peor de la pandemia. A veces hablaban entre sí, pero cada uno le atribuye al otro ideas productivas. Los entresijos de la controversia son extremadamente técnicos y ni siquiera los investigadores involucrados pueden articular completamente todas las perspectivas. Pero, en última instancia, sus diferencias se reducen a que cada bando hace una suposición diferente, educada y extremadamente educada, sobre lo que verías si pudieras observar una cadena de partículas girar para siempre.

Las dos partes todavía no están de acuerdo sobre si existe una fase genuina de MBL en una dimensión, pero un resultado concreto del choque es que llevó a los investigadores a examinar el efecto que las avalanchas podrían tener en la presunta aparición de MBL.

Los grupos escépticos “tenían algunos puntos muy buenos, pero los llevaron demasiado lejos”, dijo Huse. "Realmente nos motivó".

Huse, en colaboración con un equipo de veteranos de MBL, incluido Khemani, ideó una forma de simular el efecto de una avalancha en cadenas cortas sin desencadenarla. (Nadie ha visto una avalancha, ni siquiera numéricamente, porque para obtener un punto plano lo suficientemente grande podría necesitarse una cadena de miles de millones de partículas de largo, estima Sels, y los investigadores suelen estudiar cadenas de aproximadamente 12.) Posteriormente, Sels desarrolló su propio simulacro de avalancha. arriba.

Los dos grupos llegaron a similares conclusiones en 2021: La transición MBL, si existió, requirió un paisaje mucho más montañoso de lo que los investigadores habían creído. Con el nivel de robustez que antes se pensaba que generaba MBL, la termalización se ralentizaría, pero no se detendría. Para dar a los muñecos de nieve cuánticos una oportunidad de luchar contra las avalanchas, el paisaje tendría que estar más desordenado de lo que Huse y compañía habían sospechado. El grupo de Huse inicialmente descubrió que las montañas tendrían que ser al menos dos veces más escarpadas. El trabajo de Sels elevó ese número a al menos seis veces más accidentado, haciendo que las montañas se parezcan más al Himalaya que a las Montañas Rocosas. Es posible que la MBL todavía ocurra en esos entornos extremos, pero la teoría que se había construido en torno a la transición menos accidentada ciertamente tenía problemas.

"En cierto modo lo aceptamos demasiado a fondo y no analizamos sus sutilezas", dijo Huse.

En los trabajos de 2021, los investigadores reescribieron y ampliaron el diagrama de fases de MBL para cadenas 1D. En las llanuras tipo Kansas, las partículas se termalizan rápidamente. En las Montañas Rocosas, los investigadores reclasificaron la "fase" de MBL como un "régimen pretérmico". Éste es el régimen aparentemente estable descubierto por BAA, las simulaciones de Princeton y los experimentos atómicos. Pero ahora los investigadores habían llegado a la conclusión de que si se esperaba un tiempo extremadamente largo (literalmente miles de millones de años para algunas configuraciones), las partículas separadas por las Montañas Rocosas se mezclarían y termalizarían.

Más allá de las Montañas Rocosas se encuentran los Himalayas. Lo que sucede allí sigue siendo una pregunta abierta. Sels y Prosen están convencidos de que la energía se propagará y eventualmente se producirá la termalización, incluso si lleva eones. Huse y compañía siguen creyendo que se establece una MBL genuina.

La principal de las razones para creer en MBL es la prueba de 2014. De los alguna vez numerosos pilares de evidencia que respaldan la existencia de una verdadera MBL, la prueba de Imbrie es la última que permanece en pie. Y después de una carrera desarrollando herramientas matemáticas personalizadas para este tipo de problemas, él lo mantiene.

"No es raro en matemáticas tener un error en una demostración", dijo, "pero creo que sé lo que estoy haciendo".

Sin embargo, la prueba divide a los físicos porque no la entienden. No es por falta de intentos. Una vez, Laumann consiguió que Imbrie le enseñara la prueba a él y a un puñado de investigadores durante una semana en Italia, pero no pudieron seguir los pasos en detalle. Sin embargo, esto no es del todo sorprendente, ya que los físicos suelen utilizar las matemáticas de una manera más rápida y flexible que los matemáticos. El argumento de Imbrie no depende de ningún nivel específico de rugosidad del paisaje, por lo que las recientes revisiones al diagrama de fases del MBL no lo socavan de ninguna manera. Para determinar si MBL realmente existe, los investigadores deberán esforzarse y encontrar un problema en la prueba o verificar cada línea.

Esos esfuerzos están en marcha. Sels y sus colaboradores dicen que están ultimando un argumento que contradice el de Imbrie. Mientras tanto, De Roeck y Huveneers, los matemáticos que descubrieron la amenaza de avalanchas, llevan dos años intentando reescribir la prueba de Imbrie en una forma más accesible. De Roeck dice que han colocado todas las piezas principales en su lugar y hasta ahora la lógica parece sólida.

"MBL, creo que existe", dijo De Roeck. Pero "aquí estamos haciendo matemáticas, por lo que cualquier pequeño problema puede descarrilar todo".

Más allá de los ángeles cuánticos

En el universo que habitamos, que a su vez se termalizará en un número incomprensible de años, la permanencia es siempre una especie de ilusión. Manhattan se hunde por su propio peso a 1.6 centímetros por década. Los continentes se fusionarán en aproximadamente 250 millones de años. Y mientras es un mito Aunque la parte inferior de las vidrieras medievales se ha engrosado ligeramente a lo largo de los siglos, los físicos creen que el vidrio fluye en alguna escala de tiempo desconocida, probablemente muchos miles de millones de años o más.

Si MBL resulta inestable, un sistema localizado de muchos cuerpos será al menos tan duradero como cualquiera de estos ejemplos. También lo harán aquellos fenómenos cuánticos que dependen de los estados de MBL. Los cristales del tiempo, por ejemplo, podrían perder sus designaciones en los libros de texto como “fases de la materia”, pero aún podrían seguir funcionando durante mucho, mucho más tiempo que las computadoras cuánticas que los simulan (o los humanos que operan las computadoras, por ejemplo). ese asunto). Muchos académicos se preocupan profundamente por la posibilidad matemática de derrotar la termalización como la hermosa cuestión académica que es. Pero hoy en día, a la mayoría no le quita mucho el sueño.

"Tal vez siempre fueron ángeles bailando sobre la cabeza de un alfiler", dijo Chandran.

En cambio, Chandran y otros se han deleitado con la oportunidad de descubrir un nuevo fenómeno causante de termalización, uno que los físicos podrían observar en sistemas pequeños.

En 2018, ella y su colaborador Philip Crowley se propusieron comprender por qué las cadenas pequeñas parecían termalizarse lentamente a pesar de que eran demasiado pequeñas para que aparecieran puntos planos. El dúo determinó que en ocasiones los grupos de partículas tenían suerte y tomaban prestada energía de un grupo vecino en la cantidad exacta que necesitaban para cambiar a una nueva configuración. Llamaron a estas coincidencias "resonancias" y observaron cómo tendían a extenderse de un grupo a otro, lo que llevaba a una termalización prolongada en sistemas demasiado pequeños para avalanchas. En 2020, demostraron que las resonancias pueden explicar el desajuste de exponentes de 2015 y muchas de las características del pescado que han aparecido en experimentos numéricos, conocimientos que ayudaron a Huse y a la compañía a actualizar el diagrama de fases para cadenas cortas en 2021.

Hoy en día, los físicos creen que las resonancias desestabilizan cadenas modestas con un desorden al nivel de las Montañas Rocosas, mientras que las avalanchas desestabilizan cadenas más largas con niveles de desorden más altos.

A medida que Chandran y otros mejoran sus simulaciones y experimentos y exploran cadenas más largas y escarpadas, se preguntan qué más podría esconderse en el Himalaya y más allá.

"Parece que hay otra física ahí dentro", dijo Huse. “Eso sería lo mejor para mí. Me gusta encontrar cosas nuevas”.

Nota del editor: algunos investigadores que aparecen en este artículo han recibido financiación de la Fundación Simons, que también financia esta revista editorialmente independiente. Las decisiones de financiación de la Fundación Simons no influyen en nuestra cobertura. Más detalles disponibles esta página.