Un equipo
internacional de investigadores acaba de encontrar pruebas concretas de un
nuevo y misterioso estado de la materia, predicho x la teoría hace ya cuatro
décadas pero q hasta ahora no había sido detectado en ningún material real.
Dicho estado, conocido como "Líquido de spin cuántico", hace q
los electrones, considerados como uno de los "ladrillos" indivisibles
de la materia, se rompan en pedazos
Los
científicos, entre los q se incluye un equipo de físicos de la Universidad de
Cambridge, han conseguido medir x primera vez la "firma" de estas
partículas fraccionadas, conocidas como los "fermiones de Majorana", en el interior de un
material bidimensional q tiene una estructura parecida a la del grafeno. Los
resultados experimentales coinciden plenamente con los modelos teóricos del
líquido de spin cuántico descritos en el modelo Kitaev, y acaban de publicarse
en “Nature Materials”. Hasta ahora, se pensaba q este misterioso nuevo estado de la materia se ocultaba en el interior de
ciertos materiales magnéticos, pero nadie había conseguido detectarlo en la
Naturaleza
X eso, la
observación directa de una de sus propiedades más intrigantes (el
fraccionamiento de electrones) en un material real constituye todo un hito para
la Física. Los fermiones de Majorana resultantes de la "rotura" de
los electrones podrían utilizarse como base para futuros ordenadores cuánticos, muchísimo más potentes y rápidos q
cualquier ordenador convencional y q serán capaces de llevar a cabo cálculos q
resultan imposibles de abordar con la tecnología actual
Estamos ante
un nuevo estado cuántico de la materia q había sido predicho pero q nunca
había sido observado con anterioridad. En un típico material magnético, cada
electrón se comporta como si fuera un pequeño imán. Y cuando el material q
contiene esos electrones se enfría lo suficiente, esos diminutos
"imanes" se reordenan espontáneamente, de forma q, x ejemplo, todos
los "polos nortes magnéticos" apuntan en la misma dirección
Pero en un
material en el q se dé el estado líquido de spin las cosas funcionan de forma
muy diferente. De hecho, y aunque se enfríe ese material hasta el cero absoluto
(-273 grados centígrados), los imanes no se alinean, sino q forman una especie
de "sopa cuántica" de partículas entrelazadas q sigue el ritmo de las
fluctuaciones cuánticas
Para llevar a
cabo estos experimentos, utilizaron técnicas de dispersión de neutrones para
tratar de obtener evidencias experimentales de fraccionamiento de electrones en
cristales de cloruro de rutenio (RuCl3). Los científicos sometieron
a prueba las propiedades magnéticas de los cristales iluminándolos con
neutrones, y observando después los patrones de las ondulaciones magnéticos q
los neutrones dibujaban sobre una pantalla
Un imán
corriente crearía diferentes puntos de corte, pero era un misterio saber q tipo
de patrón adoptarían los fermiones de Majorana en un estado de líquido de spin
cuántico. Y resultó q las predicciones teóricas sobre la forma q tendrían esas
firmas, coincidieron con lo q los investigadores observaron en pantalla tras
sus experimentos. X lo q se trataba de la primera evidencia directa de un
estado líquido de spin cuántico y de fraccionamiento de electrones en un material
bidimensional obtenido x la Física
