Ni líquido, ni sólido, ni gaseoso. Un equipo de científicos estadounidenses ha descubierto lo que parece ser un nuevo estado de la materia hasta ahora desconocido y al que han llamado estado quiral bose-líquido, que desafía las reglas de la física cuántica.
El hallazgo lo han encontrado en el diminuto mundo cuántico, y puede ayudarnos a entender mejor cómo funciona el tejido y los mecanismos de la realidad que nos rodea, sobre todo a escala cuántica: atómica y subatómica.
«Es como un juego de sillas musicales, diseñado para frustrar a los electrones», afirma Tigran Sedrakyan, físico teórico de la materia condensada de la Universidad de Massachusetts Amherst, en EEUU, y autor principal del artículo publicado en la revista “Nature”. «En lugar de que cada electrón tenga una silla a la que ir, ahora deben pelearse y tienen muchas posibilidades en cuanto a dónde sentarse», destaca el físico teórico, según ha publicado “El Confidencial”.
Como nos enseñan desde niños, la materia se muestra en la naturaleza en tres estados: sólido, líquido y gaseoso. La diferencia entre estas tres maneras de presentarse la materia está en la interacción de las partículas que la forman. Así, por tanto, cuando los átomos se encuentran limitados en su movimiento, la materia es un sólido. Si pueden fluir libremente, es líquido o gas. En el mundo cuántico, sin embargo, las partículas interactúan de forma más peculiar.
Para encontrar el nuevo estado de la materia, los investigadores han creado un sistema cuántico frustrado, es decir, un sistema al que han incorporado restricciones que impiden que las partículas interactúen como lo harían normalmente. El estado quiral bose-líquido tiene unas características peculiares, que lo hacen especialmente interesante para la creación de nuevas tecnologías. Una de las más importantes es que los electrones se congelan de manera predecible y con una dirección de espín fija cuando se exponen a una temperatura de cero absoluto (-273,15 grados Celsius).
Otra de las propiedades características del quiral bose-líquido se debe a una de las asombrosas características de las partículas cuánticas: el entrelazamiento. En este caso, las partículas externas que afectan a un electrón pueden afectar a todos los electrones del sistema por muy lejos que estén unos de otros.
La búsqueda de nuevos estados de la materia, sin embargo, no es actual. Desde hace décadas diversos equipos de científicos han estado investigando sobre este tema. De hecho, los investigadores David J. Thouless, de la Universidad de Washington en Seattle (EEUU), y Duncan M. Haldane, de la Universidad de Princeton, y Michael Kosterlitz, de la Universidad de Brown, ya teorizaron en los años 70 y 80 que la materia puede estar en otros estados más allá de lo sólido, lo líquido y lo gaseoso cuando es tan fina que sólo tiene dos dimensiones (largo y ancho), en lugar de tres (largo, ancho y alto) como tiene la materia en el mundo en que vivimos. Estos descubrimientos físicos sobre las fases topológicas de la materia les hizo obtener el Premio Nobel de Física en 2016.
