Científicos aseguran haber encontrado un nuevo estado de la materia: el cristal líquido cuántico
Científicos de la Universidad de Rutgers, Estados Unidos, descubrieron un nuevo estado cuántico de la materia en la interfaz de dos materiales exóticos, según reportó la revista Science Advances. Se trata del cristal líquido cuántico, una fase que no encaja en los estados tradicionales de sólido, líquido, gas o plasma, y que podría revolucionar la tecnología de sensores cuánticos.
“Los científicos han descubierto una nueva forma en la que puede existir la materia (diferente de los estados habituales de sólido, líquido, gas o plasma) en la interfaz de dos materiales exóticos transformados en un sándwich”.
Universidad de Rutgers
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¿Qué es el cristal líquido cuántico?
Este nuevo estado de la materia fue hallado al combinar un semimetal de Weyl —un conductor con propiedades electrónicas avanzadas— con un “hielo de espín”, un tipo de material magnético con estructura atómica compleja.
Al aplicarse un campo magnético extremo, surgió una interacción inesperada entre ambos que generó una fase totalmente nueva de la materia, de acuerdo con los especialistas de Rutgers.
“Observamos nuevas fases cuánticas que solo emergen cuando estos dos materiales interactúan. Es un nuevo estado topológico cuántico en campos magnéticos elevados”, explicó Tsung-Chi Wu, físico de Rutgers y autor principal del estudio.
Comportamiento electrónico fuera de lo común
Lo más impresionante del hallazgo fue una propiedad llamada anisotropía electrónica: la electricidad fluye de forma distinta según la dirección, algo extremadamente raro.
En el experimento, la conductividad se redujo en seis direcciones específicas dentro de un círculo de 360°, y al aumentar el campo magnético, los electrones comenzaron a fluir solo en dos direcciones opuestas.
Este comportamiento confirma un fenómeno cuántico conocido como ruptura de simetría rotacional, y representa evidencia clara de una nueva fase cuántica que no había sido observada antes.
Potencial para sensores cuánticos avanzados
Más allá del descubrimiento teórico, el equipo científico cree que este nuevo estado cuántico podría ser la base para desarrollar nuevas tecnologías, como sensores ultrasensibles capaces de operar en condiciones extremas, por ejemplo en el espacio o dentro de equipos de alta potencia.
“Estos resultados abren una vía para controlar y manipular las propiedades de los materiales de formas nunca vistas”, señaló Wu.
¿Qué son los materiales involucrados?
- Semimetal de Weyl: permite el flujo de electricidad a gran velocidad y sin pérdida de energía, gracias a unas cuasipartículas llamadas fermiones de Weyl.
- Hielo de espín: un material magnético donde los momentos magnéticos se organizan como las moléculas de hidrógeno en el hielo común, dando lugar a patrones complejos pero estables.
Cuando se combinan, crean una heteroestructura: un tipo de “sándwich atómico” con propiedades únicas, y es justo en esta delgada interfaz donde se detectó el nuevo estado cuántico.
El siguiente paso en la física de materiales
Este avance representa una nueva forma de explorar la materia a nivel cuántico y podría tener un impacto directo en la electrónica del futuro.
De confirmarse y aplicarse a escala, materiales con cristales líquidos cuánticos podrían formar la base de componentes para computación cuántica, sensores magnéticos de precisión o nuevos dispositivos electrónicos sin pérdida de energía.
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