Tomás ValverdeComprender cómo se comporta la materia en sus escalas más pequeñas sigue siendo uno de los grandes desafíos de la física. Ahora, un equipo internacional de científicos utilizó una computadora cuántica para reproducir de manera controlada un fenómeno relacionado con la aparición de nuevas partículas.
El trabajo tuvo como primer autor a Arinjoy De, quien realizó la investigación durante su etapa doctoral y actualmente trabaja en QuEra Computing. La investigación, titulada String-breaking dynamics in a quantum simulator, fue publicada el 23 de septiembre de 2026 en la prestigiosa revista Nature Physics. Nature
El equipo reunió especialistas de instituciones como Duke University, la Universidad de Maryland, NIST, Oxford, Caltech, KU Leuven, Trinity College Dublin e Innsbruck. Nature
En determinadas teorías de la física, dos partículas pueden imaginarse unidas por una especie de “cuerda” invisible. A medida que se separan, la energía almacenada entre ellas aumenta. Si alcanza determinado punto, puede resultar energéticamente favorable que aparezca un nuevo par de partículas, provocando la ruptura de esa conexión.
El fenómeno se conoce como string breaking o “ruptura de cuerda” y está relacionado con la forma en que la física describe el confinamiento de partículas como los quarks. Estudiar esta dinámica en tiempo real es extraordinariamente difícil mediante métodos computacionales clásicos. Nature
Aquí aparece la computación cuántica.
Para realizar el experimento, los investigadores programaron un modelo de string breaking en una cadena de apenas 13 iones atrapados.
Mediante haces de láser controlados con gran precisión modificaron las interacciones entre esos iones para imitar la acumulación de energía en el sistema. Después observaron cómo evolucionaba y pudieron reconstruir espacial y temporalmente la aparición de cargas efectivas y la ruptura de la “cuerda” simulada. EurekAlert!
El experimento reveló además un mecanismo transitorio de formación de cargas y ruptura de cuerda distinto del mecanismo convencional de Schwinger, según explican los autores. Nature
Es importante una precisión: los investigadores no crearon partículas físicas reales dentro de la computadora cuántica. Lo que consiguieron fue utilizar un sistema cuántico controlable para simular experimentalmente la dinámica matemática y física asociada a su formación.
La importancia del trabajo va más allá del fenómeno concreto que consiguieron reproducir.
Las computadoras cuánticas podrían convertirse progresivamente en una nueva clase de laboratorio experimental para la física fundamental, permitiendo estudiar procesos cuya evolución cuántica resulta extremadamente compleja de calcular mediante computadoras convencionales.
Los investigadores consideran que futuros experimentos podrían extender este enfoque hacia simulaciones relacionadas con la fragmentación de cuerdas, la formación de hadrones, las colisiones de partículas y determinados procesos cosmológicos. Nature
Para De, trabajar en la intersección entre computación cuántica y física de altas energías abre nuevas posibilidades para investigar de manera controlada el comportamiento de la materia en su nivel más fundamental. EurekAlert!
El experimento muestra así una faceta particularmente prometedora de la revolución cuántica: no utilizar estas máquinas solamente para calcular más rápido, sino para recrear fenómenos de la naturaleza que hasta ahora resultaban extraordinariamente difíciles de observar y estudiar en un entorno controlado.
