¿Recuerda el gato de Schrödinger, vivo y muerto al mismo tiempo? Bueno, ahora tenemos algo aún más extraño que contarte. El excitones, partículas cuánticas que ya tienen comportamientos extraños, acaban de exhibir propiedades que desafían cualquier categorización conocida. Es como si hubiéramos descubierto una nueva especie de partícula que no sigue las reglas que creíamos universales.
¿Qué son los excitones, explicado de forma sencilla?
Un excitón es un fenómeno físico que ocurre cuando un material absorbe energía, generalmente en forma de luz. En términos simples, se trata de un par formado por un electrón y un “hueco” (el espacio vacío que deja el electrón), que permanecen unidos por una fuerza eléctrica. Cuando la luz incide en un semiconductor o material aislante, un electrón es expulsado de su posición normal, dejando un espacio vacío. El electrón y el hueco, a pesar de estar separados, mantienen una especie de vínculo, como si estuvieran unidos por una goma invisible. Este par puede moverse a través del material transportando energía.
Los excitones son estados temporales: tarde o temprano el electrón volverá a su posición original, reincorporándose al hueco. Cuando esto sucede, se libera energía en forma de luz. Este proceso es fundamental para el funcionamiento de muchas tecnologías modernas, desde LED hasta células solares, donde la gestión de excitones es crucial para la eficiencia de los dispositivos.
El descubrimiento que desafía las reglas
El equipo de Universidad de Brown hizo algo realmente ingenioso. Los investigadores crearon una estructura utilizando dos capas de grafeno (el terrible y tan difamado grafeno, un material bidimensional tan grueso como un átomo) separados por un cristal aislante de nitruro de boro hexagonal.
Lo más emocionante es que este descubrimiento abre la puerta a una nueva frontera para futuras investigaciones, profundizando nuestra comprensión de la física fundamental y abriendo nuevas posibilidades en el campo de la computación cuántica.
Jia Li, profesor asociado de física en Universidad de Brown.
Excitones, un "comportamiento cuántico" rebelde.
Los excitones observados por el equipo resultaron ser auténticos rebeldes del mundo cuántico. Generalmente, las partículas se dividen en dos categorías principales: i bosones, a quienes les encanta estar juntos en el mismo estado cuántico, ei fermiones, que prefieren mantener la distancia. Pero estos nuevos excitones fraccionarios parecen no querer respetar estas reglas, comportándose un poco como uno y un poco como el otro.
Secondo Nai Yuan Zhang, autor principal del estudio publicado en Naturaleza (que te enlazo aquí), este descubrimiento podría tener implicaciones revolucionarias para el futuro de la computación cuántica. Los excitones fraccionarios podrían usarse para almacenar y manipular información de formas completamente nuevas, aumentando drásticamente la velocidad y confiabilidad de computadoras cuánticas
Una nueva frontera para explorar
DE Feldman, coautor del estudio, expresó muy claramente su entusiasmo:
Es como si tuviéramos el dedo justo en el botón de la mecánica cuántica. Es un aspecto de la mecánica cuántica que no conocíamos o, al menos, no habíamos apreciado hasta ahora.
El equipo ya está planeando nuevos estudios para comprender mejor cómo estos excitones particulares interactúan entre sí y cómo podemos controlarlos de manera efectiva. Qué puedo decir: noticias emocionantes (tengan paciencia).
