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Martes, 3 enero 2017
Física

¿Hacia la detección de una misteriosa partícula subatómica en un superconductor?

Unos investigadores proponen un nuevo método para verificar la existencia de una cuasipartícula teórica.

 

Un material hecho de los elementos praseodimio, osmio y antimonio, debería ser capaz, a muy baja temperatura, de albergar las partículas subatómicas conocidas como fermiones de Majorana, según las conclusiones a las que se ha llegado en un análisis teórico reciente.

 

Los fermiones de Majorana, pronosticados por primera vez en 1937, pueden ser imaginados como electrones divididos en dos partes, cada una de las cuales se comporta como una partícula independiente. Estos fermiones no existen como partículas elementales en la naturaleza pero pueden surgir en ciertos materiales semiconductores sometidos a temperaturas próximas al Cero Absoluto (unos 273 grados centígrados bajo cero). En los materiales superconductores, los electrones fluyen sin resistencia generando poco o ningún calor.

 

El nuevo análisis de Vladyslav Kozii, Jörn Venderbos y Liang Fu, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, predice que este estado especial debería suceder en un compuesto de praseodimio, osmio y antimonio, y en algunos materiales similares hechos de metales pesados.

 

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Jörn Venderbos (izquierda) y Vladyslav Kozii. (Foto: Denis Paiste/Materials Processing Center)

 

Los físicos describen a los electrones por su energía, momento y espín. Un electrón puede ocupar un posible nivel de energía, mientras que se llama agujero a un nivel no ocupado. En el nuevo análisis, los fermiones de Majorana surgen como una superposición cuántica de un electrón y un agujero que se mueven libremente, poseyendo cada uno la misma dirección o espín. Este espín de fermión de Majorana puede interactuar con el espín de núcleos atómicos en el material, así que en teoría debería poderse detectar dicha presencia usando técnicas de resonancia magnética nuclear.

 

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