Los pulsos láser y los haces de neutrones revelaron en un material magnético un estado cuántico que infringe la regla habitual del balance detallado y se conserva a baja energía en lugar de desvanecerse rápidamente.
Investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) del Departamento de Energía de Estados Unidos, junto con colegas, realizaron un experimento en un material donde las cuasipartículas cuánticas —los magnones— son responsables de las propiedades magnéticas. Utilizaron rápidos pulsos láser para sacar el sistema del equilibrio y luego aplicaron la dispersión de neutrones en la fuente Spallation Neutron Source del ORNL para estudiar en detalle la imagen microscópica. Los resultados, publicados en Nature Communications en noviembre de 2026, mostraron una infracción del balance detallado: en el estado normal la energía se absorbe y se emite de forma simétrica, pero bajo la acción del láser las señales de neutrones se volvieron asimétricas, con un exceso solo en una dirección.
Lo más inesperado fue que este estado resultó ser de larga vida. El exceso de magnones no desaparecía rápidamente, como ocurre con un calentamiento breve, sino que se mantenía gracias a pulsos láser periódicos, formando un estado de no equilibrio estable. Imagínese un flujo de partículas que, en lugar de regresar, sigue avanzando en una sola dirección, como una calle de sentido único donde el movimiento no se equilibra con un flujo contrario.
El equipo dirigido por Chengyun Hua, en el que participan Barry Winn y Alan Tennant, dedicó años a desarrollar una infraestructura especial para este tipo de mediciones. Anteriormente nadie había sondeado directamente la infracción del balance detallado en un medio condensado, y el experimento confirmó en la práctica las predicciones teóricas.
Este descubrimiento crea una plataforma para estudiar sistemas cuánticos alejados del equilibrio en tiempo real. Ayuda a comprender cómo controlar los materiales magnéticos para las tecnologías cuánticas, reduciendo las pérdidas de información durante la transmisión y mejorando los dispositivos de memoria. El método también establece un nuevo estándar para la dispersión de neutrones bajo una acción activa sobre el material.
Los resultados, publicados en Nature Communications, proporcionan una base experimental para futuras investigaciones sobre materiales cuánticos y su aplicación en las tecnologías de la información.
