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Un equipo de investigadores de la Universidad de California, Irvine (UC Irvine), ha anunciado el descubrimiento de un nuevo estado de la materia cuántica, un hallazgo que podría redefinir el futuro de la computación y la electrónica espacial. Este estado exótico, que hasta ahora solo había sido predicho teóricamente, abre la puerta a la creación de computadoras autocargables y extraordinariamente resistentes a la radiación, ideales para las exigencias de los viajes espaciales profundos.
El descubrimiento, detallado en un reciente artículo publicado en Physical Review Letters, es un hito en la física cuántica.
Un Líquido de Electrones Excitónicos con Giro Unidireccional
"Solo se había predicho teóricamente; nadie lo había medido hasta ahora", afirmó Luis A. Jauregui, profesor de física y astronomía en la UC Irvine y autor correspondiente del estudio. Este novedoso estado de la materia se asemeja a un líquido compuesto por electrones y sus contrapartes, los "huecos", que se aparean espontáneamente para formar estados exóticos conocidos como excitones. Lo que lo hace particularmente inusual es que tanto los electrones como los huecos giran juntos en la misma dirección.
"Es una novedad en sí misma", explicó Jauregui, añadiendo que, si pudiera ser manipulado directamente, el material "emitiría una luz brillante de alta frecuencia". La fase fue observada en un material, denominado pentateluro de hafnio, desarrollado en la UC Irvine por Jinyu Liu, investigador postdoctoral en el laboratorio de Jauregui y primer autor del artículo. Las mediciones se realizaron utilizando campos magnéticos elevados en el Laboratorio Nacional de Los Álamos (LANL) en Nuevo México.
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La Clave: Un Campo Magnético Extremo
El secreto para inducir este nuevo estado cuántico residió en la aplicación de un campo magnético de alta intensidad, de hasta 70 teslas, sobre el pentateluro de hafnio. Para contextualizar, el campo magnético de un potente imán de nevera ronda los 0.1 teslas.
Jauregui explicó que, a medida que su equipo aplicaba el campo magnético, "la capacidad del material para transportar electricidad disminuye repentinamente, lo que demuestra que se ha transformado en este estado exótico". Este descubrimiento es crucial porque "podría permitir que las señales se transmitan por espín en lugar de por carga eléctrica, lo que abre un nuevo camino hacia tecnologías energéticamente eficientes como la electrónica basada en espín o los dispositivos cuánticos".
Implicaciones para la Electrónica Resistente a la Radiación
A diferencia de los materiales convencionales utilizados en electrónica, esta nueva materia cuántica exhibe una notable inmunidad a la radiación. Esta característica la convierte en una candidata ideal para aplicaciones en entornos extremos. "Podría ser útil para misiones espaciales", afirmó Jauregui. "Si se buscan computadoras en el espacio que duren mucho tiempo, esta es una forma de lograrlo".
El hallazgo tiene el potencial de impulsar una nueva era en la tecnología, ofreciendo soluciones para sistemas informáticos más robustos y eficientes energéticamente, esenciales para la exploración y misiones espaciales de larga duración.
