El estudio, publicado en ‘Physical Review Research’, analizó varios modelos fundamentales para mostrar que, incluso bajo condiciones controladas y simétricas, el proceso de calentamiento ocurre sistemáticamente a mayor velocidad que el de enfriamiento. El trabajo fue realizado por el investigador predoctoral de la UGR Álvaro Tejero, junto a otros profesores de otras universidades como la Universidad Autónoma de Madrid (UAM).

En la física clásica, esta asimetría ya se encontró experimentalmente en estudios anteriores. Esto incluye un trabajo publicado en ‘Nature Physics’ por científicos de la propia UGR, incluyendo a Antonio Lasanta, uno de los autores de la presente publicación. En el régimen cuántico, donde dominan efectos como la superposición de estados y la coherencia cuántica, las trayectorias térmicas hacia el equilibrio son más complejas y, en muchos casos, irreversibles.

Según subrayó Tejero, hay muchos fenómenos en termodinámica cuántica del no-equilibrio que “ni conocemos ni entendemos”. El caso de la termalización es uno de ellos. “Darles una respuesta fundamental es esencial para entender cómo los sistemas cuánticos interactúan con su entorno y, una vez lo logremos, las aplicaciones en tecnologías cuánticas son infinitas”.

Para analizar estas dinámicas, el equipo utilizó herramientas avanzadas de física teórica, como la descomposición espectral del operador Liouvilliano, que describe cómo evoluciona un sistema cuántico abierto en contacto con su entorno. También, aplicaron conceptos de geometría de la información y metrología cuántica, que permiten comparar con precisión las trayectorias seguidas por un sistema al cambiar de temperatura. Gracias a este enfoque, los autores no solo observaron el fenómeno, sino que lo explicaron y cuantificaron con una base matemática sólida.

Este tipo de estudios pertenece al campo de la termodinámica cuántica, una disciplina en expansión que busca entender cómo se combinan las leyes de la termodinámica con los principios fundamentales de la mecánica cuántica. Además del interés conceptual, los resultados del equipo granadino tienen implicaciones prácticas.