Investigadores de la Universidad de California en Irvine han identificado una forma de materia cuántica previamente inesperada. Según el equipo, esta condición da como resultado un material especialmente diseñado que algún día podría soportar computadoras y tecnologías autocargables capaces de operar en el duro entorno del espacio profundo.
Lewis A., profesor de física y astronomía en UC Irvine y autor correspondiente del nuevo “Esta es una nueva fase de la materia, la forma en que el agua puede existir como líquido, hielo o vapor”, dijo Jáuregui. carta de revisión física. “Esto sólo se predijo teóricamente; nadie lo ha medido hasta ahora”.
Comportamiento de los electrones externos y estructura del excitón.
En esta etapa, los electrones y los “huecos” cargados positivamente se combinan para formar una mezcla líquida que forma estructuras inusuales conocidas como excitones. Lo que hace que este descubrimiento sea particularmente interesante es que los electrones y los huecos giran en la misma dirección. “Es algo nuevo”, dijo Jáuregui. “Si pudiéramos sostenerlo en nuestras manos, emitiría una luz brillante de alta frecuencia”.
El fenómeno fue encontrado en un material producido en UC Irvine por el investigador postdoctoral Jinyu Liu, primer autor del estudio. El grupo de Jáuregui descubrió la fase en el Laboratorio Nacional de Los Álamos (LANL) en Nuevo México mientras estudiaba el material en intensas condiciones magnéticas.
Los campos magnéticos son nuevos desencadenantes de fase cuántica
Para crear este estado cuántico es necesario exponer el material a un campo magnético de hasta 70 teslas (en comparación, el campo magnético de un imán de nevera potente es de aproximadamente 0,1 teslas). El equipo se refiere al material como pentatelluuro de hafnio.
A medida que aumentaba el campo magnético, los investigadores observaron una fuerte caída en la conductividad eléctrica del material. Jáuregui explicó que este cambio repentino indica que el sistema ha pasado a un estado de excitón externo. “Este descubrimiento es importante porque proporciona un nuevo camino hacia tecnologías energéticamente eficientes, como la electrónica basada en espín o dispositivos cuánticos que permiten que las señales sean transportadas por espines en lugar de cargas eléctricas”.
Propiedades resistentes a la radiación para sondas espaciales.
Este material cuántico recientemente observado no se ve afectado por la radiación, una propiedad que lo distingue de muchos materiales utilizados en los dispositivos electrónicos actuales. El equipo cree que esto podría ser importante para las aplicaciones espaciales.
“Esto podría ser útil para misiones espaciales”, dijo Jáuregui. “Si quieres computadoras en el espacio que duren, esta es una manera de hacerlo realidad”.
Empresas como SpaceX están trabajando en futuras misiones humanas a Marte, y cualquier vuelo espacial de larga duración necesitará componentes electrónicos que puedan soportar la exposición continua a la radiación.
“Aún no sabemos qué posibilidades abrirá esto”, dijo Jáuregui.
El material fue sintetizado, caracterizado y sintetizado en dispositivos comprobables por Jinyu Liu con la ayuda de los estudiantes graduados Robert Welser y Timothy McSorley y el investigador graduado Triet Ho. Shizheng Lin, Varsha Subramanian y Avadh Saxena de LANL contribuyeron con el modelado teórico y la interpretación. Laurel Winter y Michael T. en LANL en el Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético en Florida. Se realizaron experimentos de alto campo magnético con la ayuda de Pettis y David Graf.
