Cuando los electrones se mueven a través de capas retorcidas de grafeno, pasan cosas extrañas. Científicos han descubierto un nuevo estado de la materia con propiedades que podrían revolucionar la computación cuántica.
El hallazgo fue realizado por investigadores de varias universidades en Canadá, EE.UU. y Japón. Su estudio confirma predicciones sobre cómo se comportan los electrones en ciertos arreglos de átomos.
El grafeno es un material sorprendente hecho de átomos de carbono organizados en una estructura de panal. Su comportamiento eléctrico se parece al de los metales comunes, pero con propiedades únicas.
En los últimos años, los científicos han manipulado el grafeno de formas novedosas. Han logrado cambiar su resistencia eléctrica y explorar sus efectos cuánticos más inusuales.
Uno de estos efectos es la “congelación” de electrones, que los transforma de un estado fluido a una estructura rígida. Este fenómeno se conoce como cristal de Wigner.
En el experimento, los investigadores apilaron láminas de grafeno y las retorcieron. Esto alineó los átomos de carbono de una forma especial, generando un efecto llamado muaré.
El efecto muaré es común en la vida cotidiana. Aparece como patrones visuales cuando dos rejillas superpuestas se desalinean ligeramente, creando líneas y formas curiosas.
En el grafeno, este efecto altera la forma en que los electrones se mueven. Su velocidad cambia y algunos incluso giran mientras avanzan por los bordes del material.
Lo más sorprendente es que este cristal de electrones, aunque está “congelado” en su interior, conduce electricidad por sus límites. Esto no se había visto antes.
Este comportamiento está relacionado con un fenómeno llamado efecto Hall cuántico, donde la resistencia eléctrica se comporta de manera peculiar en materiales especiales.
Estos descubrimientos abren la puerta a nuevas formas de crear bits cuánticos o qubits, elementos esenciales para la computación cuántica.
Los qubits convencionales son frágiles, pero los encontrados en estos materiales podrían ser más estables, lo que facilitaría su uso en nuevas tecnologías.
Al torcer capas de grafeno, los científicos han creado estructuras electrónicas que recuerdan a la banda de Möbius, un objeto con solo un lado y sin principio ni fin.
Este tipo de geometría podría generar un mundo completamente nuevo de partículas exóticas con propiedades nunca antes vistas en la física.
El descubrimiento no solo es teórico, sino que podría tener aplicaciones prácticas en el desarrollo de superconductores y computadoras cuánticas más eficientes.
Este estudio fue publicado en Nature y representa un gran paso en la exploración de la física cuántica a escalas nanométricas.