Un equipo internacional de físicos de la Universidad Metropolitana de Osaka y del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea logró, por primera vez, observar la inestabilidad cuántica de Kelvin-Helmholtz (KHI) en un entorno de laboratorio.
Vórtices exóticos que evocan la luna creciente de Van Gogh
La observación experimental fue posible al enfriar gases de litio casi hasta el cero absoluto, creando un condensado de Bose-Einstein multicomponente (un superfluido cuántico) con dos corrientes en movimiento a velocidades distintas. En la interfaz, emergió un patrón de digitación ondulada, que bajo las reglas de la mecánica cuántica y la topología, evolucionó hasta dar lugar a vórtices exóticos conocidos como esquirmiones fraccionales excéntricos (SFE).
La singularidad de estos esquirmiones reside en su forma de medialuna y sus singularidades internas, estructuras que sorprendentemente se asemejan a la luna creciente representada por Van Gogh en La noche estrellada. Así lo expresó Hiromitsu Takeuchi, profesor asociado de la Escuela de Posgrado de Ciencias de la Universidad Metropolitana de Osaka y uno de los autores principales del estudio: “Los skyrmions suelen ser simétricos y centrados. Pero los SFE tienen forma de medialuna y contienen singularidades incrustadas: puntos donde la estructura de espín habitual se rompe, creando fuertes distorsiones. Para mí, la gran luna creciente en la esquina superior derecha de ‘La Noche Estrellada’ se ve exactamente como un SFE”.
El arte de Van Gogh y la ciencia: patrones que trascienden disciplinas
La noche estrellada es uno de los emblemas del arte moderno. Vincent van Gogh la pintó en 1889, durante su estancia en el sanatorio de Saint-Rémy, en los Países Bajos. Aquejado por alucinaciones y viviendo en soledad, el pintor contemplaba a través de la ventana los cipreses y el cielo nocturno. Con pinceladas vigorosas y curvas frenéticas, captó la vibración de las estrellas y la luna, otorgando al paisaje un movimiento que parece anticipar turbulencias y ondas hoy reconocibles en la física de fluidos.
El lienzo, de 73,7 cm × 92,2 cm y realizado en óleo, pertenece a la colección del MoMA en Nueva York. Las estrellas mostradas por Van Gogh tienen halos brillantes y la luna creciente domina el cielo, justo como el esquirmión fraccional excéntrico detectado en laboratorio. El contraste entre el cielo en movimiento y la ciudad estática refuerza el simbolismo y la potencia visual de la obra.
Potencial tecnológico y teorías futuras
Tradicionalmente, los skyrmions se habían identificado en materiales magnéticos, despertando interés por su estabilidad, pequeño tamaño y dinámica inusual en aplicaciones como la espintrónica y los dispositivos de memoria. El descubrimiento de este nuevo tipo de skyrmion en un superfluido cuántico podría abrir vías para el desarrollo de memorias de nueva generación y avanzar en la comprensión de sistemas cuánticos complejos.
El equipo investigador de la Universidad Metropolitana de Osaka y el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea planea ahora perfeccionar sus mediciones para poner a prueba predicciones formuladas en el siglo XIX sobre la longitud de onda y la frecuencia de las ondas de interfaz KHI. “Con experimentos más precisos, podremos poner a prueba las predicciones del siglo XIX sobre la longitud de onda y la frecuencia de las ondas de interfaz impulsadas por KHI”, afirmó Takeuchi.
Además, se anticipa un impacto teórico de gran alcance. “Los SFE desafían las clasificaciones topológicas tradicionales”, indicó Takeuchi. “Sus singularidades inherentes plantean nuevas preguntas, y esperamos explorar si surgen estructuras similares en otros sistemas multicomponentes o de dimensiones superiores”.
Un hallazgo que une física, arte e inspiración
El hallazgo de la inestabilidad cuántica de Kelvin-Helmholtz y la identificación de esquirmiones fraccionales excéntricos no solo expanden el conocimiento sobre los superfluidos y la topología, sino que también ponen en escena una fusión entre la investigación científica y las creaciones más evocadoras del arte.
Tanto el lienzo de Van Gogh como los patrones cuánticos ahora revelados invitan a explorar hasta dónde puede llegar la conexión entre las leyes de la naturaleza y la expresión humana, en un diálogo constante entre la belleza y el misterio del universo.
Últimas Noticias
Reconstruyen la evolución de una galaxia espiral fuera de la Vía Láctea: sus impactantes características
La investigación ofrece un registro detallado y utiliza técnicas avanzadas que permiten rastrear eventos de formación y fusión estelar en su estructura
Descubren que un fenómeno natural potencia el impacto de los nanoplásticos en la salud
Un reciente estudio demostró que partículas diminutas modifican su estructura al permanecer expuestas al ambiente, lo que intensifica su efecto negativo sobre el sistema respiratorio
El césped artificial que amenaza a los peces: cómo los campos sintéticos liberan contaminantes a los ríos
La acumulación de sustancias químicas peligrosas en el drenaje pluvial urbano genera preocupación entre científicos y autoridades, que advierten sobre riesgos ambientales persistentes incluso años después de la instalación de estos campos
De falta de comida a más depredadores: el cambio climático pone en jaque la vida de las focas y los osos del Ártico
Investigadores de la Universidad de Columbia Británica advierten que los cambios en el entorno fuerzan nuevas estrategias de supervivencia, mientras la competencia por recursos y la reorganización de hábitats afectan a especies clave de la Bahía de Hudson
Detectan un exoplaneta del tamaño de Saturno: el dato que desconcertó a los astrónomos
El descubrimiento reveló detalles inesperados sobre la formación de mundos en entornos estelares complejos
