{"id":68184,"date":"2025-02-08T11:26:16","date_gmt":"2025-02-08T16:26:16","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=68184"},"modified":"2025-02-08T11:26:17","modified_gmt":"2025-02-08T16:26:17","slug":"cientificos-descubren-una-nueva-clase-de-estado-cuantico-en-el-grafeno","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2025\/02\/08\/cientificos-descubren-una-nueva-clase-de-estado-cuantico-en-el-grafeno\/","title":{"rendered":"Cient\u00edficos descubren una nueva clase de estado cu\u00e1ntico en el grafeno"},"content":{"rendered":"\n

Obligados a recorrer un laberinto de \u00e1tomos de carbono dispuestos de forma \u00fanica en pilas retorcidas, los electrones hacen cosas bastante peculiares. Investigadores de la Universidad de Columbia Brit\u00e1nica en Canad\u00e1, la Universidad de Washington y la Universidad Johns Hopkins en los EE. UU., y el Instituto Nacional de Ciencia de los Materiales en Jap\u00f3n descubrieron recientemente un nuevo y extra\u00f1o estado de la materia en la din\u00e1mica de las corrientes que fluyen a trav\u00e9s de capas de grafeno. Los hallazgos confirman las predicciones sobre c\u00f3mo deber\u00edan comportarse los electrones cuando se los comprime en disposiciones cristalinas y pueden aportar nuevas ideas sobre c\u00f3mo lograr enfoques confiables para la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica o revelar formas de desarrollar la superconducci\u00f3n a temperatura ambiente.<\/p>\n\n\n\n

“El punto de partida de este trabajo son dos l\u00e1minas de grafeno, que est\u00e1n formadas por \u00e1tomos de carbono dispuestos en una estructura de panal”, dice el autor principal del estudio, Joshua Folk, un f\u00edsico de materia condensada en la Universidad de Columbia Brit\u00e1nica.<\/p>\n\n\n\n

“La forma en que los electrones saltan entre los \u00e1tomos de carbono determina las propiedades el\u00e9ctricas del grafeno, que termina siendo superficialmente similar a los conductores m\u00e1s comunes como el cobre”.<\/p>\n\n\n\n

En las \u00faltimas d\u00e9cadas, el grafeno se ha considerado cada vez m\u00e1s como un material maravilloso, ya que su red de \u00e1tomos de carbono est\u00e1 conectada de tal manera que deja que los electrones sobrantes salten como fichas en un juego de damas cu\u00e1nticas. Los f\u00edsicos han modificado constantemente las reglas de este juego, encontrando formas nuevas e inusuales de alterar las propiedades de resistencia o coordinarse en estados ex\u00f3ticos. Por estas razones, el grafeno se ha convertido en un campo de juego perfecto para buscar pistas sobre la conductividad de baja resistencia o probar los l\u00edmites de varios efectos cu\u00e1nticos.<\/p>\n\n\n\n

Uno de estos efectos es la “congelaci\u00f3n” de los electrones en posiciones restringidas, convirti\u00e9ndolos efectivamente de una masa fluida similar a un l\u00edquido en algo con estructura. Conocida como cristal de Wigner, esta fase de electrones tiene formas y comportamientos caracter\u00edsticos que los investigadores cre\u00edan comprender bien.<\/p>\n\n\n\n

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Las l\u00e1minas apiladas de grafeno pueden dar lugar a nuevas configuraciones de \u00e1tomos de carbono entre los que se pueden mover los electrones. Jynto\/Wikimedia Commons\/PD\/ScienceAlert.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

En esta serie de experimentos, los investigadores retorcieron pilas de l\u00e1minas de grafeno de un solo \u00e1tomo de una manera que oblig\u00f3 a los \u00e1tomos de carbono no unidos a alinearse en lo que se describe como un efecto moir\u00e9. Los efectos moir\u00e9 no son dif\u00edciles de encontrar en nuestro mundo cotidiano. Vistos en pilas de mallas o pantallas, aparecen como l\u00edneas, c\u00edrculos o curvas repetidas a medida que los contrastes en la oscuridad y la luz que forman la malla se combinan o cancelan.<\/p>\n\n\n\n

Solo que en este caso, las estructuras contrastantes en el grafeno retorcido causan estragos en la geometr\u00eda del electr\u00f3n, o lo que se conoce como la topolog\u00eda de su paisaje. El resultado es un cambio en la velocidad del electr\u00f3n, y algunos incluso desarrollan una torsi\u00f3n a medida que se mueven a lo largo de los bordes del material.<\/p>\n\n\n\n

“Esto conduce a un comportamiento parad\u00f3jico del cristal electr\u00f3nico topol\u00f3gico que no se observaba en los cristales Wigner convencionales del pasado: a pesar de que el cristal se forma al congelar electrones en una matriz ordenada, puede conducir electricidad a lo largo de sus l\u00edmites”, dice Folk.<\/p>\n\n\n\n

Es en este extra\u00f1o nuevo reino del comportamiento de los electrones donde surgen actividades extra\u00f1as, como la cuantificaci\u00f3n de la resistencia conocida como el efecto Hall cu\u00e1ntico. Nuevos estados de actividad topol\u00f3gica como este son una potencial mina de oro para los f\u00edsicos interesados \u200b\u200ben explorar formas de crear unidades de computaci\u00f3n cu\u00e1ntica conocidas como qubits que sean m\u00e1s resistentes que los tipos convencionales basados \u200b\u200ben part\u00edculas fundamentales.<\/p>\n\n\n\n

La contorsi\u00f3n de pilas estrechas de grafeno para formar el equivalente electr\u00f3nico de una banda de M\u00f6bius podr\u00eda ser solo el comienzo. Se cree que la geometr\u00eda a esta escala ofrece un extra\u00f1o zool\u00f3gico de cuasipart\u00edculas electr\u00f3nicas con todo tipo de nuevas y retorcidas leyes de la f\u00edsica.<\/p>\n\n\n\n

Esta investigaci\u00f3n fue publicada en Nature<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Fuente: Science Alert<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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