La descomposición es implacable en el mundo macroscópico:los objetos rotos no vuelven a encajar entre sí. Sin embargo, otras leyes son válidas en el mundo cuántico:una nueva investigación muestra que las llamadas cuasipartículas pueden descomponerse y reorganizarse nuevamente y, por lo tanto, volverse virtualmente inmortales. Estas son buenas perspectivas para el desarrollo de memorias de datos duraderas.

Como dice el dicho, nada dura para siempre. Las leyes de la física lo confirman:en nuestro planeta, todos los procesos aumentan la entropía, de ahí el desorden molecular. Por ejemplo, un vidrio roto nunca volvería a montarse.

Los físicos teóricos de la Universidad Técnica de Munich (TUM) y el Instituto Max Planck de Física de Sistemas Complejos han descubierto que las cosas que parecen inconcebibles en el mundo cotidiano son posibles a nivel microscópico.

"Hasta ahora, la suposición era que las cuasipartículas en los sistemas cuánticos que interactúan decaen después de un cierto tiempo. Ahora sabemos que ocurre lo contrario:las interacciones fuertes pueden incluso detener la descomposición por completo, "explica Frank Pollmann, Catedrático de Física Teórica del Estado Sólido en el TUM. Vibraciones colectivas de celosía en cristales, los llamados fonones, son un ejemplo de tales cuasipartículas.

El concepto de cuasipartículas fue acuñado por el físico y premio Nobel Lev Davidovich Landau. Lo usó para describir estados colectivos de muchas partículas o más bien sus interacciones debido a fuerzas eléctricas o magnéticas. Debido a esta interacción, varias partículas actúan como una sola.

Los métodos numéricos abren nuevas perspectivas

Hasta ahora, no se conocía en detalle qué procesos influyen en el destino de estas cuasipartículas en los sistemas que interactúan, ", dice Pollmann." Es solo ahora que poseemos métodos numéricos con los que podemos calcular interacciones complejas, así como computadoras con un rendimiento lo suficientemente alto como para resolver estas ecuaciones ".

"El resultado de la elaborada simulación:es cierto, las cuasipartículas se descomponen, por nuevo que sea, Entidades de partículas idénticas emergen de los escombros, "dice el autor principal, Ruben Verresen. "Si esta descomposición se produce muy rápidamente, una reacción inversa ocurrirá después de cierto tiempo y los escombros volverán a converger. Este proceso puede repetirse sin cesar y surge una oscilación sostenida entre la decadencia y el renacimiento ".

Desde un punto de vista físico, esta oscilación es una onda que se transforma en materia, cuales, según la dualidad onda-partícula de la mecánica cuántica, es posible. Por lo tanto, las cuasipartículas inmortales no transgreden la segunda ley de la termodinámica. Su entropía permanece constante, la descomposición se ha detenido.

La verificación de la realidad

El descubrimiento también explica fenómenos que hasta ahora eran desconcertantes. Los físicos experimentales habían medido que el compuesto magnético Ba3CoSB2O9 es asombrosamente estable. Cuasipartículas magnéticas, magnones, son responsables de ello. Otras cuasipartículas, rotones, Asegúrese de que el helio, que es un gas en la superficie de la tierra, se convierta en un líquido en el cero absoluto que pueda fluir sin restricciones.

"Nuestro trabajo es puramente de investigación básica, "enfatiza Pollmann. Sin embargo, Es perfectamente posible que algún día los resultados permitan incluso aplicaciones, por ejemplo, la construcción de memorias de datos duraderas para futuras computadoras cuánticas.