Esta materia cuántica recién observada no se ve afectada por la radiación, una característica que la distingue de muchos materiales utilizados en los dispositivos electrónicos actuales
sciencedaily.com/ 2 de diciembre de 2025
Universidad de California, Irvine
Resumen: Un equipo de la Universidad de California en Irvine descubrió una fase cuántica nunca antes vista, formada cuando electrones y huecos se aparean y giran al unísono, creando un estado de materia brillante, similar a un líquido. Al someter un material a medida a enormes campos magnéticos, los investigadores desencadenaron esta exótica transformación, que podría dar lugar a computadoras autocargables y resistentes a la radiación, ideales para viajes al espacio profundo.
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Una fase cuántica recién descubierta podría impulsar la próxima generación de computadoras espaciales ultraduraderas y alimentadas por espín. Crédito: AI/ScienceDaily.com
Investigadores de la Universidad de California, Irvine, han identificado una forma de materia cuántica no observada previamente. Según el equipo, este estado surge en el interior de un material especialmente diseñado que algún día podría sustentar computadoras autocargables y tecnologías capaces de operar en el hostil entorno del espacio profundo.
"Es una nueva fase de la materia, similar a cómo el agua puede existir en estado líquido, hielo o vapor", afirmó Luis A. Jauregui, profesor de física y astronomía en la Universidad de California en Irvine y autor correspondiente del nuevo Physical Review Letters . "Solo se había predicho teóricamente; nadie lo había medido hasta ahora".
Comportamiento de electrones exóticos y formación de excitones
En esta fase, los electrones y los huecos con carga positiva se unen para formar una mezcla fluida que crea estructuras inusuales conocidas como excitones. Lo que hace que este descubrimiento sea especialmente sorprendente es que los electrones y los huecos giran en la misma dirección. "Es una novedad en sí misma", dijo Jauregui. "Si pudiéramos sostenerlo en nuestras manos, emitiría una luz brillante de alta frecuencia".
El fenómeno fue detectado en un material producido en la UC Irvine por el investigador postdoctoral Jinyu Liu, primer autor del estudio. El grupo de Jauregui detectó la fase en el Laboratorio Nacional de Los Álamos (LANL) en Nuevo México mientras estudiaba el material en condiciones magnéticas intensas.
Los campos magnéticos desencadenan la nueva fase cuántica
Para crear este estado cuántico, fue necesario exponer el material a campos magnéticos de hasta 70 teslas (en comparación, el campo magnético de un imán de nevera potente es de aproximadamente 0,1 teslas). El equipo denomina al material pentatelururo de hafnio.
A medida que aumentaba el campo magnético, los investigadores observaron una caída brusca de la conductividad eléctrica del material. Jauregui explicó que este cambio repentino indicaba que el sistema había pasado al estado exótico de excitón. «Este descubrimiento es importante 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».
Propiedades de resistencia a la radiación para la exploración espacial
Esta materia cuántica recién observada no se ve afectada por la radiación, una característica que la distingue de muchos materiales utilizados en los dispositivos electrónicos actuales. El equipo cree que esto podría ser significativo para las aplicaciones espaciales.
"Podría ser útil para misiones espaciales", dijo Jauregui. "Si se quieren computadoras en el espacio que duren mucho tiempo, esta es una forma de lograrlo".
Empresas como SpaceX están trabajando para futuras misiones humanas a Marte, y cualquier vuelo espacial de larga duración requerirá dispositivos electrónicos que puedan soportar la exposición continua a la radiación.
"No sabemos todavía qué posibilidades se abrirán como resultado", dijo Jáuregui.
El material fue sintetizado, caracterizado e incorporado a dispositivos comprobables en la UC Irvine por Jinyu Liu, con la ayuda de los estudiantes de posgrado Robert Welser y Timothy McSorley, y del investigador de pregrado Triet Ho. Shizeng Lin, Varsha Subramanyan y Avadh Saxena del LANL contribuyeron con el modelado teórico y la interpretación. Los experimentos de alto campo magnético se llevaron a cabo con el apoyo de Laurel Winter y Michael T. Pettes del LANL y David Graf del Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético de Florida.
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Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por la Universidad de California, Irvine . Nota: El contenido puede ser editado por motivos de estilo y extensión.
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Referencia de la revista:
Jinyu Liu, Varsha Subramanyan, Robert Welser, Timothy McSorley, Triet Ho, David Graf, Michael T. Pettes, Avadh Saxena, Laurel E. Winter, Shi-Zeng Lin, Luis A. Jauregui. Posible aislante excitónico de triplete de espín en el límite ultracuántico de HfTe₄ . Physical Review Letters , 2025; 135 (4) DOI: 10.1103/bj₂n-4k₂w
Universidad de California, Irvine. «Un nuevo estado de la materia cuántica podría impulsar la tecnología espacial del futuro». ScienceDaily. ScienceDaily, 2 de diciembre de 2025. < www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251130205501.htm >
