Criticalidad cuántica encontrada en un líquido simple

Un equipo del Laboratorio de Baja Temperatura, Royal Holloway, Universidad de Londres, ha descubierto un problema en el modelo teórico de estándar de fermiones de interacción fuerte en películas de 3He líquido.

La capa L1 de 3He solidifica en una sólido cuántico bidimensional en un entramado triangular. Los átomos se mueven en este sólido incluso en el cero absoluto, debido a un intercambia cuántico. Se muestra en la imagen el anillo de intercambio de tres átomos. El sólido es un imán frustrado bidimensional. Crédito: Universidad de Londres.

Los hallazgos, que se publicarán en el ejemplar de Science del 7 de septiembre de 2007, tienen implicaciones para la comprensión de los sistemas metálicos cercanos a los llamados “puntos crítico cuántico”. En estos metales “raros”, las corrientes eléctricas no se ve que portan electrones, sino que se transmite a través de excitaciones más complejas, la naturaleza de las cuales aún no se comprende completamente.

Los metales han sido materiales importantes para la humanidad durante milenios, y aún así parece que aún no tenemos una completa comprensión de toda la riqueza del estado metálico. En este sentido las implicaciones de estos nuevos fenómenos son potencialmente de largo alcance.

Según explica el Profesor Saunders: “El comportamiento de los fermiones pesados y la criticalidad cuántica están normalmente asociados con materiales más complejos, y han desafiado una explicación definitiva. Nuestra observación del colapso del comportamiento del líquido Fermi en una variante bidimensional de 3He líquido, el paradigma del líquido Fermi, es inesperado y emocionante”.

Añade: “El helio siempre ha sido un fértil campo de juego para la física de materia condensada fundamental. El líquido 4He fue el primer Condensado Bose-Einstein y el superfluido 3He el primer superfluido de onda-p. Incluso hay una sugerencia sobre que el 4He sólido puede ser un supersólido. Necesitamos sistemas simples para probar las teorías candidatas para explicar sistemas complejos”.

Esta investigación fundamental en Royal Holloway apuntala el enorme programa internacional de “descubrimiento de materiales” que actualmente está en desarrollo. Nuevos materiales con nuevas propiedades llevan a nuevas aplicaciones de los dispositivos.

Esta investigación fue patrocinada por el Consejo de Investigación en Ciencias Físicas e Ingeniería del Reino Unido.


Autor: Alison Denyer de la Universidad de Londres
Fecha Original: 7 de septiembre de 2007
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