Un nuevo modelo cuántico ha proporcionado una explicación microscópica para el intercambio de energía mediado por el vacío observado entre membranas mecánicas en experimentos de optomecánica. Hasta ahora, las descripciones estándar en el régimen de gran desintonía se limitaban a la interacción de presión de radiación, asumiendo que las interacciones de orden superior entre el espejo y el campo eran despreciables. Sin embargo, esta aproximación no lograba explicar la transferencia de calor observada por Fong y colaboradores en 2019, cuyo origen físico ha sido objeto de debate.

El nuevo estudio demuestra que las interacciones optomecánicas de orden superior, previamente ignoradas, generan de forma natural un acoplamiento fonón-fonón. Este acoplamiento explica cuantitativamente el intercambio de energía observado dentro del marco optomecánico estándar. Este avance es crucial porque establece el papel fundamental de estas interacciones de orden superior, que van más allá de la aproximación lineal tradicional.

Basándose en esta descripción microscópica, los investigadores proponen un protocolo en el que la interacción fonón-fonón impulsa un proceso cíclico que permite la extracción neta de trabajo. Estos resultados no solo resuelven una cuestión abierta en optomecánica, sino que también proporcionan un marco microscópico esencial para diseñar y comprender experimentos optomecánicos de próxima generación que superen las limitaciones de los modelos lineales.