Un equipo internacional de físicos ha logrado la observación directa de la inestabilidad cuántica Kelvin-Helmholtz (KHI), un fenómeno teórico hasta ahora, en fluidos cuánticos. Este avance, liderado por investigadores de la Universidad Metropolitana de Osaka y el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea, ha permitido la formación de unas estructuras de vórtices únicas conocidas como excéntricos fraccionales skyrmions (EFSs). Estas formaciones, con sus distintivas formas de media luna, evocan las espirales y la luna creciente de "La Noche Estrellada" de Vincent van Gogh.
La KHI, un concepto bien establecido en la dinámica de fluidos clásica, describe la aparición de ondas y vórtices en la interfaz entre dos fluidos que se mueven a velocidades diferentes. En este experimento, los científicos enfriaron gases de litio a temperaturas cercanas al cero absoluto, creando un condensado de Bose-Einstein multicomponente, un superfluido cuántico. Al hacer fluir dos corrientes de este superfluido a distintas velocidades, se observó un patrón ondulante en su interfaz, que culminó en la generación de vórtices regidos por las leyes de la mecánica cuántica y la topología. Estos vórtices fueron identificados como excéntricos fraccionales skyrmions (EFSs), una nueva clase de defectos topológicos. A diferencia de los skyrmions convencionales, que suelen ser simétricos, los EFSs presentan una forma de media luna y albergan singularidades incrustadas, puntos donde la estructura de espín se desintegra, provocando distorsiones agudas. La similitud visual con la luna creciente de "La Noche Estrellada" es notable, estableciendo un puente poético entre el arte y la ciencia de vanguardia.
Los skyrmiones, descubiertos inicialmente en materiales magnéticos, están captando una atención considerable por sus potenciales aplicaciones en espintrónica y dispositivos de memoria, debido a su estabilidad inherente, tamaño reducido y dinámica inusual. El hallazgo de un nuevo tipo de skyrmion en un superfluido abre nuevas vías para el avance tecnológico y una comprensión más profunda de los sistemas cuánticos. Los EFSs plantean un desafío a las clasificaciones topológicas existentes, y sus singularidades incrustadas generan nuevas preguntas sobre la naturaleza de los vórtices cuánticos y las propiedades estructurales de los fluidos multicomponente. La investigación, publicada en Nature Physics el 8 de agosto de 2025, sugiere que la comprensión y manipulación de estos skyrmiones fraccionales singulares podría inspirar innovaciones en la ciencia de la información cuántica, donde la estabilidad topológica y las texturas de espín no triviales son cruciales para qubits resistentes a errores y arquitecturas espintrónicas. El equipo de investigación tiene previsto realizar experimentos más precisos para validar predicciones teóricas del siglo XIX sobre la longitud de onda y la frecuencia de las ondas de interfaz impulsadas por KHI.