El hallazgo podría tener aplicaciones en sistemas de almacenamiento digital de nivel cuántico

De a poco pero con insistencia, los científicos siguen develando los misterios que se esconden en el siempre contraintuitivo y caótico universo cuántico. Qué más podrá enseñarnos.

Ahora, investigadores de la Universidad de Massachusetts, Estados Unidos descubrieron nuevo estado de la materia, el cual fue nombrado como el “estado líquido Bose quiral”.

En la vida cotidiana estamos familiarizados con tres estados de la materia: el líquido, el sólido y el gaseoso,

Existen otros como el plasma, los cristales de tiempo y el condensado de Bose-Einstein pero se dan en condiciones más exóticas y extremas. Como el recién descubierto.

Cada hallazgo les permite a los científicos conocer más sobre el tejido y los mecanismos del Universo que nos rodea, y en particular, del mundo cuántico, el universo de lo superpequeño.

Los estados de la materia describen cómo las partículas pueden interactuar entre sí, dando lugar a estructuras y diversas formas de comportamiento.

Los investigadores descubrieron el nuevo estado a través de un sistema cuántico frustrado. En términos simples, es un sistema con restricciones integradas que evitan que las partículas interactúen como lo harían normalmente (de ahí lo de frustrado).

La disposición y el comportamiento de las partículas o espines se vuelven muy complejos en el Universo cuántico y pueden dar lugar a fenómenos emergentes y nuevos estados de la materia.

Para hacer el nuevo hallazgo, los científicos se centraron en los electrones y utilizaron la analogía de un juego de mesa para explicar lo que está sucediendo.

“Es como un juego de sillas musicales, diseñado para frustrar a los electrones”, contó el físico teórico de materia condensada Tigran Sedrakyan, de la Universidad de Massachusetts Amherst.

“En lugar de que cada electrón tenga una silla a la que ir, ahora deben moverse y tienen muchas posibilidades donde pueden sentarse”, añadió Sedrakyan. líder del equipo que realizó la investigación, que fue publicada en la revista Nature.

El sistema que los investigadores armaron fue un dispositivo semiconductor de dos capas: la superior rica en electrones, por la que éstos pueden moverse libremente, y la inferior con agujeros, donde pueden caer algunos de dichos electrones.

A través de la unión de ambas capas a niveles interatómicos, los científicos pueden interactuar con los electrones, como en el juego de la silla. Simplemente tienen que incorporar una cantidad distinta de electrones y agujeros, para frustrar a los electrones.

En lugar de que cada electrón acabe en un agujero, éstos tendrán la posibilidad de elegir “la silla en la que quieren sentarse”, surgiendo así el nuevo estado líquido Bose quiral.

Este nuevo estado reveló algunas propiedades bastante interesantes. Por ejemplo, los electrones se congelarán en un patrón predecible y una dirección de giro fija en el cero absoluto y no podrán ser interferidos por otras partículas o campos magnéticos. Esa estabilidad podría tener aplicaciones en sistemas de almacenamiento digital de nivel cuántico.

Además, las partículas externas que afectan a un electrón pueden afectar a todos los electrones del sistema, gracias al entrelazamiento cuántico de rango relativamente largo. Es como estrellar una bola blanca contra un paquete de bolas de billar y todas esas bolas viajan en la misma dirección, otro hallazgo que podría ser útil.

“Seguiremos encontrando estados cuánticos de la materia en estas franjas, y serán mucho más salvajes que los tres estados clásicos que encontramos en nuestra vida cotidiana”, cerró Sedrakyan.

Fuente: clarin.com