NOVO ESTADO DA MATERIA: LÍQUIDO DE SPIN CUÁNTICO

Líquido de spin cuántico - Genevieve Martin, Oak Ridge National Laboratory

Un equipo internacional de investigadores acaba de atopar probas concretas dun novo e misterioso estado da materia, predito pola teoría fai xa catro décadas pero que ata agora non fora detectado en ningún material real. O devandito estado, coñecido como "Líquido de spin cuántico", causa que os electróns, considerados como un dos "ladrillos" indivisibles da materia, rompan en pedazos.

Os científicos, entre os que se inclúe un equipo de físicos da Universidade de Cambridge, conseguiron medir por primeira vez a "firma" destas partículas fraccionadas, coñecidas como os "fermiones de Majorana", no interior dun material bidimensional que ten unha estrutura parecida á do grafeno. Os resultados experimentais coinciden plenamente cos modelos teóricos do líquido de spin cuántico descritos no modelo Kitaev, e acaban de publicarse en Nature Materials. Ata agora, pensábase que este misterioso novo estado da materia ocultábase no interior de certos materiais magnéticos, pero ninguén conseguira detectalo na Natureza.

Por iso, a observación directa dunha das súas propiedades máis intrigantes (o fraccionamiento de electróns) nun material real constitúe todo un fito para a Física. Os fermiones de Majorana resultantes da "rotura" dos electróns poderían utilizarse como base para futuros ordenadores cuánticos, moitísimo máis potentes e rápidos que calquera computador convencional e que serán capaces de levar a cabo cálculos que resultan imposibles de abordar coa tecnoloxía actual.

"Estamos ante un novo estado cuántico da materia -afirma un dos autores do estudo- que fora predito pero que nunca fora observado con anterioridade". Nun típico material magnético, cada electrón compórtase coma se fose un pequeno imán. E cando o material que contén eses electróns arrefríase o suficiente, eses diminutos "imáns" reordénanse espontaneamente, de forma que, por exemplo, todos os "polos nortes magnéticos" apuntan na mesma dirección.

Pero nun material no que se de o estado líquido de spin as cousas funcionan de forma moi diferente. De feito, e aínda que se arrefríe ese material ata o cero absoluto (-273 ºC), os imáns non se aliñan, senón que forman unha especie de "sopa cuántica" de partículas entrelazadas que segue o ritmo das fluctuaciones cuánticas.

FONTE: Xornal abc/ciencia