Una nueva forma en que puede existir asunto -Diferente de los estados de sólidos, líquidos, gas o plasma- se ha ubicado en la interfaz de dos materiales exóticos que forman un sándwich.
El nuevo estado cuántico, llamado líquido cuántico, parece seguir sus propias reglas y ofrece características que podrían allanar el camino para aplicaciones tecnológicas avanzadas, como dijeron los científicos.
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En un artículo publicado en la revista Science Advances, un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Rutgers describió un experimento centrado en la interacción entre un material conductor llamado Weyl Semimetal y un material magnético aislante conocido como hielo giratorio, cuando ambos están sometidos a un campo magnético extremadamente alto. Ambos materiales se conocen individualmente por sus propiedades únicas y complejas.
«Aunque cada material ha sido ampliamente estudiado, su interacción en este límite ha permanecido completamente inexplorada», dijo Tsung-Chi Wu, un médico en física y astronomía de Rutgers y el primer autor del estudio, en un comunicado. Observamos nuevas fases cuánticas que surgen solo cuando estos dos materiales interactúan. Esto crea un nuevo estado cuantológico de la materia en los campos magnéticos altos, desconocidos hasta entonces.
El equipo descubrió que, en la interfaz de estos dos materiales, las propiedades electrónicas del semimetal de Weyl están influenciadas por las propiedades magnéticas del hielo de Spin. Esta interacción da como resultado un fenómeno muy inusual llamado «anisotropía electrónica», en la que el material realiza electricidad de manera diferente en diferentes direcciones. Descubrieron que, dentro de un círculo de 360 grados, la conductividad es mínima en seis direcciones específicas. Sorprendentemente, al aumentar el campo magnético, los electrones de repente comienzan a fluir en dos direcciones opuestas.
Los científicos están encontrando nuevas formas de utilizar tecnologías avanzadas para controlar y manipular materiales.
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Este descubrimiento está de acuerdo con una característica observada en el fenómeno cuántico conocido como la ruptura de la simetría rotacional e indica la aparición de una nueva fase cuántica en campos magnéticos altos.
Nuevas formas de controlar las propiedades de los materiales
Los hallazgos son significativos porque revelan nuevas formas de controlar y manipular las propiedades de los materiales, dijo Wu. Al comprender cómo se mueven los electrones en estos materiales especiales, los científicos podrían diseñar nuevas generaciones de sensores cuánticos ultrasensibles de campos magnéticos que funcionan mejor en condiciones extremas, como en el espacio o dentro de las máquinas potentes.
Los semimetales de Weyl son materiales que permiten que la electricidad fluya en formas inusuales a muy alta velocidad y con pérdida de energía cero gracias a partículas relativistas relativistas especiales llamadas fermiones de weyl. El hielo giratorio, por otro lado, son materiales magnéticos donde los momentos magnéticos (pequeños campos magnéticos dentro del material) se organizan de manera similar a las posiciones de los átomos de hidrógeno en el hielo. Cuando estos dos materiales se combinan, crean una heteroestructura, compuesta de capas atómicas de diferentes materiales.
