Los físicos predicen que dos tipos de partículas cuánticas fundamentalmente diferentes pueden unirse para formar una gota estable en condiciones extremas
Este efecto podría revelar formas de materia cuántica hasta ahora inexploradas
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Scitechdaily.com
Universidad de Monash/27 de agosto de 2026
Los investigadores predicen que los bosones y fermiones que interactúan fuertemente pueden formar gotas cuánticas estables que podrían comprobarse con los experimentos actuales.
Dos tipos muy diferentes de partículas cuánticas podrían unirse para formar una forma estable de materia, algo que los físicos consideraban improbable. Investigadores de la Universidad de Monash predicen que bosones y fermiones ultrafríos pueden combinarse bajo las condiciones adecuadas para crear "gotas cuánticas" autoligadas.
Los bosones y los fermiones siguen reglas cuánticas fundamentalmente diferentes; sin embargo, este nuevo trabajo teórico indica que las mezclas de ambos, que interactúan fuertemente, pueden permanecer unidas. Este resultado cuestiona la creencia generalizada de que sería difícil formar gotas estables en sistemas de Bose-Fermi con interacciones fuertes.
Esta predicción ofrece a los físicos experimentales un nuevo estado de la materia que investigar y podría mejorar la comprensión de los materiales cuánticos relevantes para tecnologías que van desde sensores de ultraprecisión hasta la computación cuántica.
El autor principal, Sam Foster, candidato a doctorado de la Universidad de Monash y profesor de la Facultad de Física y Astronomía, afirmó que los hallazgos permiten investigar estados cuánticos previamente inexplorados.
“Los sistemas cuánticos pueden comportarse de maneras que parecen imposibles en nuestro mundo cotidiano. Hemos demostrado que estos dos tipos de partículas tan diferentes pueden equilibrarse perfectamente entre sí para crear una gota estable que se mantiene unida por sí misma.”
Esquema de la gota de Bose-Fermi, que muestra la fase única que los investigadores observan en su teoría. Crédito: Universidad de Monash.La presión cuántica impide que las gotas colapsen
Una gota cuántica se mantiene unida de forma diferente a una gota de líquido ordinaria. En este caso, la atracción entre las partículas se equilibra con la presión generada por los fermiones, lo que impide que el sistema colapse incluso cuando las partículas se unen.
Sam afirmó que el nuevo marco teórico aborda una limitación de larga data a la hora de describir estos sistemas.
“Las teorías anteriores solo podían describir estos sistemas cuando las partículas interactuaban de forma relativamente débil. Nuestro nuevo enfoque nos permite explorar qué sucede cuando esas interacciones se vuelven mucho más fuertes, que es donde surge la física más interesante.”
Los experimentos existentes podrían poner a prueba la predicción
Los cálculos indican que estas gotitas deberían poder crearse utilizando experimentos con átomos ultrafríos que ya existen, lo que convierte la verificación experimental en un siguiente paso realista.
Los investigadores también hallaron indicios de comportamiento cuántico similar a la transición entre un líquido y un gas. Este resultado sugiere que el sistema puede soportar una gama más amplia y compleja de fases cuánticas que las gotas por sí solas.
Sam afirmó que las implicaciones van más allá del estudio de los átomos ultrafríos.
“Comprender cómo se organiza la materia en condiciones cuánticas extremas nos brinda nuevas herramientas para diseñar y controlar sistemas cuánticos. Si bien se trata de investigación fundamental, descubrimientos como este suelen sentar las bases de las tecnologías cuánticas del futuro.”
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Referencia:
“Gotas cuánticas en una mezcla resonante de Bose-Fermi”, por Sam Foster, Olivier Bleu, Jesper Levinsen y Meera M. Parish, 14 de agosto de 2026, Physical Review Letters .
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Fuente:
