Unos científicos investigan un nuevo estado de la materia llamado "vidrio de Bose" que podría cambiar la física tal y como la conocemos
Los expertos que están estudiando este "vidrio de Bose" (nada que ver con Miguel) están descubriendo inesperadas propiedades.
Por Darren Orf
17/09/2024
Paolo Carnassale//Getty Images
El teórico indio Satyendra Nath Bose es conocido por su trabajo en la década de 1920, cuando el campo de la mecánica cuántica estaba en pañales. Por eso la quinta forma menos conocida de la materia -los condensados de Bose-Einstein- rinde homenaje a sus logros.
Sin embargo, hay una nueva forma de materia bidimensional, publicada recientemente en la revista Nature por científicos de la Universidad de Cambridge, que también lleva su nombre, y se llama "vidrio de Bose".
El vidrio de Bose es único en el sentido de que el material presenta propiedades vítreas, pero las partículas de esta fase de la materia también están localizadas, lo que significa que cada partícula se pega a sí misma y no interactúa con sus vecinas atómicas. Para visualizar la idea, los investigadores comparan este fenómeno con verter leche en una taza de café. En lugar de volverse del color marrón de una bolsa de papel, los dos fluidos se separan para siempre, dejando tras de sí un remolino interminable de blanco y negro (lo que se conoce como localización).
El vaso de café habitual es ergódico, un concepto matemático según el cual un resultado puede medirse estadísticamente. Sin embargo, el vaso de Bose no es ergódico, es decir, no olvida su historia, por lo que todos esos detalles precisos al verter la leche son esenciales.
"Por ejemplo, basta con saber la cantidad de leche vertida para predecir el color final de nuestro café tras un largo removido", afirma en un comunicado de prensa Ulrich Schneider, de la Universidad de Cambridge y autor principal del estudio. "Sin embargo, si queremos predecir la estructura completa de los remolinos blancos y oscuros durante la agitación, es importante saber dónde se ha vertido la leche y cómo se agita con precisión".
Para crear este cristal de Bose bidimensional, los investigadores superpusieron rayos láser en un patrón no repetitivo (similar al de los mosaicos de Penrose) y ordenado como un cristal convencional. A continuación, rellenaron la estructura con átomos ultrafríos. Esta estructura 2D permite a los físicos estudiar ahora los vidrios de Bose en un formato más sencillo.
Publicidad - Sigue leyendo debajo
Getty Images
"Una gran limitación de los grandes sistemas cuánticos es que no podemos modelarlos en un ordenador", afirma Schneider en un comunicado de prensa. "Para describir con precisión el sistema, tenemos que considerar todas sus partículas y todas sus configuraciones posibles, un número que crece muy rápidamente. Sin embargo, ahora tenemos un ejemplo 2D de la vida real que podemos estudiar directamente y observar su dinámica y estadística".
Con esta nueva plataforma de estudio, los científicos esperan que este cristal de Bose bidimensional pueda ayudar a buscar un material con localización de muchos cuerpos que podría ser especialmente útil para los ordenadores cuánticos.
"Encontrar un sistema o material con localización de muchos cuerpos es una aspiración a largo plazo", afirma Jr-Chiun Yu, primer autor del estudio, en un comunicado de prensa. "Un material así ofrecería muchas posibilidades nuevas, no sólo para estudios fundamentales, sino también para construir ordenadores cuánticos, ya que la información cuántica almacenada en un sistema así debería permanecer más local y no filtrarse a su entorno, un proceso llamado 'decoherencia' [una pérdida de comportamiento cuántico] que plaga muchas plataformas actuales de computación cuántica".
Pero los científicos subrayan que hay muchas cosas a un nivel mucho más básico que no entienden sobre el cristal de Bose, por lo que es probable que se tarde algún tiempo en averiguar realmente cuáles podrían ser sus usos potenciales.
Darren Orf
Contributing Editor
_____________________________________
Darren lives in Portland, has a cat, and writes/edits about sci-fi and how our world works. You can find his previous stuff at Gizmodo and Paste if you look hard enough.
_________
Fuente:
