Sponsor

EMANCIPACIÓN N° 983EMANCIPACIÓN N° 98305 Abr 2025 0 Comentarios

DESCARGAR REVISTA 983 Y COMPARTIRVISITE BIBLIOTECA EMANCIPACIÓNLEER Y COPIAR EN LÍNEA:https://biblio...

CARICATURAS DE LA SEMANACARICATURAS DE LA SEMANA05 Abr 2025 0 Comentarios

CARTA AL PRESIDENTE PETRO: “…DEJAR UN PRECEDENTE HISTÓRICO APELANDO AL PUEBLO... O PERSISTIR EN EL INÚTIL ESFUERZO POR CONCERTAR Y CONCILIAR...CON ESA OLIGARQUÍA…”CARTA AL PRESIDENTE PETRO: “…DEJAR UN PRECEDENTE HISTÓRICO APELANDO AL PUEBLO... O PERSISTIR EN EL INÚTIL ESFUERZO POR CONCERTAR Y CONCILIAR...CON ESA OLIGARQUÍA…”04 Abr 2025 0 Comentarios

Apreciaciones frente a la Consulta Popular Imagen: crédito @infopresidencia/X...dejar un preced...

LA VERDAD DESNUDALA VERDAD DESNUDA04 Abr 2025 0 Comentarios

Estamos en una época complicada, de cambios rápidos y muy peligrosa. Necesitamos claridad de ideas. ...

¿ADICCIÓN DIGITAL O CRISIS EMOCIONAL? LO QUE DICEN LOS ESTUDIOS SOBRE ADOLESCENTES Y TECNOLOGÍA¿ADICCIÓN DIGITAL O CRISIS EMOCIONAL? LO QUE DICEN LOS ESTUDIOS SOBRE ADOLESCENTES Y TECNOLOGÍA04 Abr 2025 0 Comentarios

La experiencia digital no afecta igual a todos los jóvenes, lo que sugiere que factores personales y...

LAS POLÍTICAS COMERCIALES DE TRUMP EMPOBRECERÁN A LOS ESTADOUNIDENSES Y DAÑARÁN AL MUNDOLAS POLÍTICAS COMERCIALES DE TRUMP EMPOBRECERÁN A LOS ESTADOUNIDENSES Y DAÑARÁN AL MUNDO04 Abr 2025 0 Comentarios

Con los Aranceles Estados Unidos será el enemigo del mundo por el daño que se causa a sí mismo y al ...

HOLOGRAFÍA AVANZADA: HACIA LA MATERIALIZACIÓN DE OBJETOSHOLOGRAFÍA AVANZADA: HACIA LA MATERIALIZACIÓN DE OBJETOS04 Abr 2025 0 Comentarios

Esta tecnología permitiría crear estructuras completas en cualquier lugar.Hagamos un holograma de un...

AMÉRICA LATINA ENTRE LA DESAZÓN Y LA EUFORIA TRAS IMPOSICIÓN DE ARANCELES DE TRUMPAMÉRICA LATINA ENTRE LA DESAZÓN Y LA EUFORIA TRAS IMPOSICIÓN DE ARANCELES DE TRUMP04 Abr 2025 0 Comentarios

Los gobiernos de varios países de la región hablaron de los pasos que darán para afrontar los gravám...

ALERTA DE EDULCORANTES: UN ESTÍMULO TRIPLE PARA EL HAMBRE, MÁS QUE EL AZÚCARALERTA DE EDULCORANTES: UN ESTÍMULO TRIPLE PARA EL HAMBRE, MÁS QUE EL AZÚCAR04 Abr 2025 0 Comentarios

“En lugar de reducir el consumo de alimentos, la sucralosa podría fomentar un mayor consumo de alime...

¡GUERRA NO!¡GUERRA NO!04 Abr 2025 0 Comentarios

La Unión Europea llama a la guerra de forma descarada. Llama a comprar, a fabricar más armamento. A ...

UN EXPERIMENTO EN EL CERN DETECTA SEÑALES QUE PODRÍAN CAMBIAR LAS REGLAS DE LA FÍSICA CUÁNTICAUN EXPERIMENTO EN EL CERN DETECTA SEÑALES QUE PODRÍAN CAMBIAR LAS REGLAS DE LA FÍSICA CUÁNTICA04 Abr 2025 0 Comentarios

 El quark top actúa de forma inesperada y desconcierta a la comunidad científicaCientíficos del...

EL CUENTO DEL «LIBRE COMERCIO» AL DESNUDOEL CUENTO DEL «LIBRE COMERCIO» AL DESNUDO04 Abr 2025 0 Comentarios

A escala internacional la libertad de comercio nunca ha existido....Transitamos por una senda capita...

EL SÍNDROME DE DOWN PODRÍA REVERTIRSEEL SÍNDROME DE DOWN PODRÍA REVERTIRSE03 Abr 2025 0 Comentarios

 La culebrilla de maceta sobrevive sin dramas con cromosomas de más, algo que en los humanos pu...

EL MUNDO RESPONDE A LA GUERRA COMERCIAL DECLARADA POR TRUMPEL MUNDO RESPONDE A LA GUERRA COMERCIAL DECLARADA POR TRUMP03 Abr 2025 0 Comentarios

Durante su llamado 'Día de la Liberación', el mandatario introdujo aranceles con tasas que oscilan e...

CARTA AL PRESIDENTE PETRO: “…DEJAR UN PRECEDENTE HISTÓRICO APELANDO AL PUEBLO... O PERSISTIR EN EL INÚTIL ESFUERZO POR CONCERTAR Y CONCILIAR...CON ESA OLIGARQUÍA…”04 Abr 2025 0 Comentarios

Apreciaciones frente a la Consulta Popular Imagen: crédito @infopresidencia/X...dejar un preced...

Recent

LOGRAN FOTOGRAFIAR CRISTALES DE WIGNER, UN HITO DE FASES CUÁNTICAS DE LA MATERIA

La formación de cristales de Wigner en estos sistemas está dominada por la interacción entre los electrones, más que por la energía cinética individual
Un equipo de físicos logra fotografiar cristales de Wigner: una fase cuántica de la materia predicha hace un siglo
Este control sobre la estructura de los cristales de Wigner abre la puerta a nuevas aplicaciones en dispositivos cuánticos

¿Qué son los cristales de Wigner? Una fase sólida predicha hace 90 años. Te contamos toda su historia, hasta llegar al hito que se acaba de producir: capturarla con un microscopio en varias imágenes sin precedentes.

La imagen, publicada por el Lawrence Berkeley National Laboratory, muestra configuraciones electrónicas de moléculas de Wigner capturadas mediante microscopía STM. Esta observación directa es un hito en el estudio de fases cuánticas de la materia. - Cristales de Wigner

Eugenio M. Fernández Aguilar
Físico, escritor y divulgador científico. Director de Muy Interesante Digital
9.11.2024

Un equipo internacional de investigadores ha logrado capturar imágenes directas de una nueva fase cuántica de la materia, conocida como "cristales de Wigner". Para ello, han utilizado avanzadas técnicas de microscopía de efecto túnel. Los científicos incluso han observado cómo se forman estructuras cristalinas electrónicas en superredes moiré de diseleniuro de tungsteno (WS₂). Estos resultados abren la puerta a explorar nuevos fenómenos cuánticos y representan un avance significativo en el campo de la física de materiales. La observación de estas estructuras, compuestas por sitios electrónicos confinados con múltiples electrones, confirma predicciones teóricas y proporciona una nueva perspectiva sobre los comportamientos cuánticos en sistemas bidimensionales.

El estudio, publicado en la prestigiosa revista Science, detalla cómo los investigadores han podido visualizar, por primera vez, la distribución de electrones en configuraciones de moléculas de Wigner dentro de átomos artificiales. Estos átomos muestran propiedades características, debido a las interacciones electrón-electrón y la estructura periódica del potencial moiré. Según los autores, los resultados representan una nueva fase de materia electrónica y proporcionan oportunidades para explorar fenómenos cuánticos en sistemas artificiales de átomos moiré​​.

¿Qué son los cristales de Wigner?

Los cristales de Wigner deben su nombre al físico húngaro Eugene Wigner, quien en 1934 propuso que los electrones, bajo ciertas condiciones, podrían organizarse en una estructura cristalina para minimizar la energía de repulsión mutua. Esta idea surge del comportamiento colectivo de los electrones en un entorno donde las interacciones de Coulomb dominan sobre la energía cinética. La existencia de estos cristales se ha teorizado en diferentes contextos, pero su observación experimental había sido un desafío, especialmente en sistemas de baja dimensión como los materiales bidimensionales.

En el caso de las superredes moiré, la formación de cristales de Wigner es posible gracias a las interacciones electrónicas fortalecidas por el confinamiento cuántico y el potencial periódico creado por la estructura moiré. Los avances recientes en técnicas experimentales han permitido no solo detectar estas configuraciones, sino también observarlas directamente, proporcionando un vistazo a cómo los electrones se organizan en patrones similares a los de un cristal. Estos patrones, que se asemejan a triángulos y anillos, varían según el número de electrones presentes y las condiciones experimentales.

Primera página del artículo original de Eugene Wigner, 1934.

El hallazgo: observación experimental de los cristales de Wigner

En este estudio, los investigadores utilizaron una técnica avanzada de microscopía de túnel de barrido (STM) que permitió capturar imágenes de alta resolución de los átomos artificiales y sus configuraciones electrónicas. La superred de WS₂ utilizada fue diseñada con un ángulo de torsión cercano a los 60 grados, lo que crea un patrón moiré ideal para el confinamiento de electrones. Al modificar el voltaje aplicado al material, los científicos pudieron controlar la cantidad de electrones, lo que les permitió observar y estudiar distintas configuraciones de moléculas de Wigner.

De acuerdo con el News Center de Berkeley Lab, estas imágenes muestran de manera inédita la estructura de los cristales de Wigner. En sus experimentos, encontraron que para una ocupación de tres electrones por sitio moiré, los electrones formaban una estructura triangular distintiva, conocida como "trimer de Wigner" (podría traducirse como "trímero de Wigner"). Esta configuración es un ejemplo claro de cómo las interacciones de Coulomb pueden reorganizar los electrones en patrones específicos, alejándose del modelo simplificado de ocupación de orbitales no interactuantes. El uso de la técnica STM permitió a los investigadores visualizar estas configuraciones con una precisión sin precedentes, superando desafíos anteriores relacionados con la resolución espacial y las perturbaciones del sistema.

El Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) tiene un papel fundamental en este estudio. Fuente: Wikipedia

El papel de las interacciones electrón-electrón

La formación de cristales de Wigner en estos sistemas está dominada por la interacción entre los electrones, más que por la energía cinética individual. Este fenómeno puede describirse utilizando el parámetro de Wigner (RW), que representa la relación entre la energía de repulsión de Coulomb (U) y la diferencia de energía entre niveles de un solo electrón (Δ). Cuando el parámetro RW es alto, las interacciones de Coulomb dominan, llevando a una configuración de moléculas de Wigner en lugar de la ocupación centralizada típica de los niveles de energía más bajos.

Los resultados de este estudio sugieren que el valor del parámetro RW es crítico para la formación de estas estructuras. En las condiciones experimentales del estudio, los átomos artificiales con tres electrones presentaron una clara separación de densidad de carga en tres picos distintos, un indicio de la formación de moléculas de Wigner. Esto contrasta con configuraciones de menor ocupación, donde la distribución de electrones es más homogénea y centrada.

Manipulación y aplicaciones futuras de los cristales de Wigner

Uno de los aspectos más interesantes de este hallazgo es la capacidad de manipular los cristales de Wigner mediante cambios en el periodo de la superred moiré y la aplicación de tensión mecánica. Al ajustar estos parámetros, los investigadores demostraron que es posible modificar la forma y la distribución de las moléculas de Wigner, permitiendo explorar diferentes configuraciones y propiedades electrónicas.

Este control sobre la estructura de los cristales de Wigner abre la puerta a nuevas aplicaciones en dispositivos cuánticos, donde estas configuraciones podrían utilizarse para manipular el flujo de electrones y crear estados cuánticos personalizados. Por otra parte, la capacidad de inducir y controlar estas fases cuánticas mediante parámetros externos ofrece una herramienta poderosa para el diseño de materiales con propiedades electrónicas ajustables, lo que podría ser clave en el desarrollo de tecnologías futuras en computación cuántica y electrónica avanzada.

La gran punta dorada en la parte superior es una representación artística de la sonda o punta del microscopio STM. Fuente: ChatGPT / Eugenio Fdz.

____________
Referencias

  • Hongyuan Li, Ziyu Xiang, Aidan P. Reddy, Trithep Devakul, Renee Sailus, Rounak Banerjee, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Sefaattin Tongay, Alex Zettl, Liang Fu, Michael F. Crommie, Feng Wang. "Wigner Molecular Crystals from Multi-electron Moiré. Artificial Atoms". Science, DOI: 10.1126/science.adk1348.
_______
Fuente:

Entradas que pueden interesarte

Sin comentarios

LO MÁS VISTO

¿EN QUÉ LABORAN LOS TRABAJADORES DE LA EDUCACIÓN?

Es crucial entender el significado del trabajo en la educación... La educación debe ser emancipadora, jamás instrumento de opresión. Que los trabajadores de la educación no cedan es una moral, que no dobleguen su voz es una ética, que no olviden sembrar insurrección es un humanismo nuevo... https://media.acento.com.do/media/storage02/uploads/2023/12/Estudiantes-escuela-fe-y-Alegria-360x239.webp Fernando Buen Abad Domínguez La Jornada, 01,04, 2025 Se trata de uno de los trabajos más endemoniadamente difíciles. Parece que es una necesidad permanente recordar el significado del trabajo de quienes se coordinan para atender a la educación que, por cierto, no es cualquier dedicación ni cualquier trabajo. No se puede entender como un hueso, como una mina de oro o como una chamba fácil, porque se trata de uno de los retos más complejos y delicados, extraordinariamente sensibles, en el corazón de las necesidades y de la realidad social, bajo las contradicciones materiales actuales y la lucha de...

AVANCE HISTÓRICO: LA PRIMERA PÍLDORA PARA HOMBRES ENTRA EN ENSAYOS CLÍNICOS EN HUMANOS

YCT-529, la primera píldora anticonceptiva oral masculina sin hormonas con una eficacia del 99%, se encuentra en ensayos en humanos. Gianluca Riccio es.futuroprossimo.it/31 Marzo 2025 ¿Recuerdas cuando la única opción anticonceptiva masculina era un trozo de látex que parecía estrangular las partes más sensibles de tu cuerpo? ¿O tal vez usted está entre los valientes que han optado por una vasectomía, cortando literalmente (y a menudo de forma permanente) la posibilidad de procrear? Pues bien, la ciencia finalmente ha decidido darnos una tercera vía, más elegante y menos invasiva. Se llama YCT-529y es la primera píldora masculina sin hormonas que entra en ensayos con humanos. Con una eficacia del 99% en estudios con animales y sin efectos secundarios reportados, esta pequeña píldora podría finalmente permitir a los hombres compartir equitativamente la carga de la planificación familiar. Una cuestión de justicia Hasta el momento, como se ha mencionado, se han aprobado más de dos docenas...

CRECE EN TODO EU LA RESISTENCIA POPULAR EN CONTRA DE TRUMP

Se suman inmigrantes, empleados públicos, estudiantes y más El pueblo no permitirá que este gobierno nos lleve a la oligarquía, confía el senador Bernie Sanders ▲ En febrero pasado hubo manifestaciones en los 50 estados del país vecino y se duplicaron en comparación con el mismo mes del primer periodo de Donald Trump, motivadas por los despidos masivos de trabajadores gubernamentales, el embate a los migrantes, los arrestos y deportaciones de estudiantes que se oponen a la guerra en Gaza y el intento de establecer una oligarquía en Washington. En la imagen, marcha en Dallas en demanda de lograr una reforma migratoria.  Foto Afp Jim Cason y David Brooks Corresponsales, La Jornada Lunes 31 de marzo de 2025, p. 24 Washington y Nueva York., La resistencia popular al presidente Donald Trump y su gobierno está creciendo en el país expresada en protestas contra los despidos masivos de trabajadores públicos, en apoyo de los inmigrantes, contra el arresto y deportación de estudiantes intern...

ENTRADA DESTACADA

EMANCIPACIÓN N° 983

EMANCIPACIÓN N° 983

DESCARGAR REVISTA 983 Y COMPARTIR VISITE BIBLIOTECA EMANCIPACIÓN LEER Y COPIAR EN LÍNEA: https://bi…

Biblioteca Emancipación