Un equipo liderado por el Duke Quantum Center observó por primera vez, en un simulador de iones atrapados, la dinámica de string-breaking: el proceso en el que dos bloques fundamentales de la materia se estiran hasta que la «cuerda» que los une se rompe y nuevas partículas «aparecen» al liberarse la energía acumulada. El estudio se publicó el 23 de septiembre de 2026 en Nature Physics.
En la física de altas energías, los quarks solo existen unidos dentro de protones y neutrones. Se representa como dos cargas conectadas por una cuerda tensa: al forzarlas a separarse, la energía crece hasta que, por la relación E=mc², basta para crear nuevos pares de partículas. Ese mecanismo ocurre en colisionadores como el LHC o en condiciones extremas del universo temprano, pero es muy difícil de resolverse de forma ab initio en supercomputadoras clásicas.
Los investigadores codificaron un modelo de string-breaking en una cadena de 13 iones atrapados. Con láseres enfocados sitio a sitio modularon campos magnéticos efectivos y la tensión de la cuerda. Al preparar el sistema fuera del equilibrio y seguir su evolución, vieron cómo emergen cargas efectivas cerca de los extremos y cómo se propaga la ruptura hacia el interior, un mecanismo distinto del clásico de Schwinger.
«Las simulaciones en computadores cuánticos ofrecen la mejor plataforma para investigar preguntas complejas como la formación de materia, corto de haber sido testigos del Big Bang», dijo Christopher Monroe, profesor en Duke y líder del trabajo. El primer autor, Arinjoy De, subrayó que simular el confinamiento de quarks en laboratorio abre vías experimentales sobre la materia en su nivel más fundamental.
El resultado se contrastó con una simulación clásica en el tamaño actual del problema; a escalas mayores, solo plataformas cuánticas podrían seguir el ritmo. Hallazgos análogos en circuitos superconductores (Google) y átomos neutros (QuEra) publicaron en paralelo, lo que permite comparar las tres arquitecturas líderes. En la colaboración participaron también Maryland, Oxford, Caltech, Cornell y KU Leuven.
El artículo completo se titula «Observation of string-breaking dynamics in a quantum simulator» (DOI: 10.1038/s41567-026-03422-0). Para la física, el siguiente paso es ampliar estos modelos hasta superar lo que incluso las mayores supercomputadoras pueden calcular sobre la evolución de la materia tras el Big Bang.
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