Un equipo internacional de investigadores encontró pruebas de un misterioso estado nuevo de la materia, que había sido predicho hace cuatro décadas, pero que ahora detectó en un material real. Dicho estado, conocido como «Líquido de spin cuántico«, provoca que los electrones, considerados como uno de los «ladrillos» indivisibles de la materia, se rompan en pedazos.
Excitation of a spin liquid on a honeycomb lattice with neutrons./ Crédito: Genevieve Martin, Oak Ridge National Laboratory
Fermiones de Majorana
Los científicos, entre los cuales se encuentran físicos de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, lograron medir por primera vez la «firma» de estas partículas fraccionadas, conocidas como «fermiones de Majorana«, dentro de un material bidimensional con estructura parecida a la del grafeno.
Los resultados experimentales coincidieron plenamente con uno de principales modelos teóricos del líquido de spin cuántico, conocido como “modelo Kitaev”. Los resultados de esta investigación acaban de ser publicados en la revista Nature Materials.
El líquido de spin cuántico es un misterioso estado de la materia que se cree se oculta en el interior de ciertos materiales magnéticos; pero, hasta el momento, nadie había podido detectarlo en la naturaleza.
Crédito: Nature Materials / Nature Publishing Group
Confirmación de la predicción teórica
Para llevar a cabo sus experimentos, los científicos utilizaron técnicas de dispersión de neutrones para tratar de obtener evidencias de fraccionamiento de electrones en cristales de cloruro de rutenio (RuCl3). Los investigadores probaron las propiedades magnéticas de estos cristales, iluminándolos con neutrones, para observar los patrones de las ondulaciones que los neutrones produjeron en pantalla, tras dispersarse de la muestra.
Crédito: Nature Materials / Nature Publishing Group
La predicción teórica que había sido realizada en el año 2014, coincide perfectamente con lo que los investigadores observaron en pantalla tras sus experimentos, ofreciendo por vez primera la evidencia directa de un estado líquido de spin cuántico y del fraccionamiento de electrones en un material bidimensional. Esta observación es, para la Física, un importante paso en la comprensión de la materia cuántica.
Fuente: Universidad de Cambridge
Boletín original:http://www.cam.ac.uk/research/news/new-state-of-matter-detected-in-a-two-dimensional-material
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