Investigadores descubren un nuevo estado electrónico de la materia

El descubrimiento muestra que los electrones se pueden unir de manera similar a cómo se combinan los quarks para formar neutrones y protones.

Un equipo de investigación dirigido por profesores del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Pittsburgh ha anunciado el descubrimiento de un nuevo estado electrónico de la materia.

Jeremy Levy, un distinguido profesor de física de materia condensada, y Patrick Irvin, profesor asociado de investigación, son coautores del artículo “Serie de conductancia Pascal en canales balísticos unidimensionales LaAIO3/SrTiO3”.

La investigación se enfoca en mediciones en sistemas conductores unidimensionales donde se encuentran los electrones que viajan sin dispersarse en grupos de dos o más a la vez, en lugar de individualmente.

“Normalmente, los electrones en semiconductores o metales se mueven y se dispersan, y eventualmente derivan en una dirección si aplicas un voltaje.

Pero en los conductores balísticos los electrones se mueven más como autos en una carretera.

La ventaja de esto es que no emiten calor y se puede usar de maneras muy diferentes a la electrónica ordinaria.

Los investigadores antes que nosotros han logrado crear este tipo de conductor balístico“, explicó Levy.

“El descubrimiento que hicimos muestra que cuando se puede hacer que los electrones se atraigan entre sí, pueden formar grupos de dos, tres, cuatro y cinco electrones que literalmente se comportan como nuevos tipos de partículas, nuevas formas de materia electrónica“.

Levy comparó el hallazgo con la forma en que los quarks se unen para formar neutrones y protones.

Una pista importante para descubrir el nuevo asunto fue reconocer que estos conductores balísticos coincidían con una secuencia dentro del Triángulo de Pascal.

“Si observa diferentes direcciones del Triángulo de Pascal, puede ver diferentes patrones de números y uno de los patrones era uno, tres, seis, 10, 15, 21.

Esta es una secuencia que notamos en nuestros datos, por lo que se convirtió en una pista desafiante en cuanto a lo que realmente estaba sucediendo.

El descubrimiento nos llevó un tiempo comprenderlo, pero fue porque inicialmente no nos dimos cuenta de que estábamos viendo partículas formadas por un electrón, dos electrones, tres electrones, etc. Si combina todo esto obtienes la secuencia de 1,3,6,10“.

Levy, quien también es director del Instituto Cuántico de Pittsburgh, señaló que las nuevas partículas presentan propiedades relacionadas con el entrelazamiento cuántico, que potencialmente pueden usarse para la computación cuántica y la redistribución cuántica.

Dijo que el descubrimiento es un avance emocionante hacia la próxima etapa de la física cuántica.

“Esta investigación se enmarca en un esfuerzo mayor aquí en Pittsburgh para desarrollar nuevas ciencias y tecnologías relacionadas con la segunda revolución cuántica“, dijo.

“En la primera revolución cuántica, la gente descubrió que el mundo que los rodeaba se regía fundamentalmente por las leyes de la física cuántica.

Ese descubrimiento condujo a una comprensión de la tabla periódica, cómo se comportan los materiales y ayudó en el desarrollo de transistores, computadoras, escáneres de resonancia magnética y tecnología de la información .

“Ahora, en el siglo XXI, estamos observando todas las predicciones extrañas de la física cuántica y dándoles vuelta y usándolas.

Cuando hablamos de aplicaciones, estamos pensando en computación cuántica, teletransportación cuántica, comunicaciones cuánticas, detección cuántica, ideas que usan propiedades de la naturaleza cuántica de la materia que fueron ignoradas antes “.

Fuente: EurekAlert