Crear diversas fases de materia atomotrónica mediante un campo magnético regulable

La atomotrónica es un campo científico relativamente nuevo, dedicado a crear materiales cuya disposición atómica es artificial, o sea, que están compuestos por átomos neutros cuya disposición es ajustada usando rayos láser, o por átomos que siguen una ruta específica determinada por alguna influencia eléctrica o magnética. El concepto básico ya apareció en algunas historias de ciencia-ficción, y ahora promete adquirir un gran protagonismo en el mundo real, aunque todavía debamos esperar varias décadas antes de ver salir a la materia atomotrónica de los laboratorios y acomodarse en facetas hoy insospechadas de la vida cotidiana.

Uno de los atractivos de la atomotrónica es que a menudo permite reproducir las propiedades de los electrones que se mueven en materiales de estado sólido, usando para esa reconstrucción átomos que operan bajo circunstancias muy controladas. ¿Por qué no se estudia directamente a los electrones? Porque con la atomotrónica es factible controlar las fuerzas entre los átomos, algo que no se puede hacer con los electrones en los sólidos. Este uso es, no obstante, la punta del iceberg. Las aplicaciones de la materia atomotrónica pueden ser muy numerosas en el futuro.

El equipo de Charles Clark, codirector del Instituto Cuántico Conjunto en Estados Unidos, Satyan Bhongale de la Universidad George Mason en el mismo país, y otros expertos, de la Universidad de California en Riverside, y de la de Hamburgo en Alemania, ha llevado a cabo un estudio en el que se demuestra cómo un campo magnético ajustable puede crear varias nuevas fases de materia atomotrónica, algunas de ellas nunca antes vistas. En los experimentos, se usaron átomos ultrafríos, posicionados en una retícula óptica, y sometidos al citado campo magnético externo.


En estos átomos, se puede considerar a cada patrón de configuración como una fase diferente de la materia atomotrónica. Y de modo comparable a cómo las moléculas de agua pueden estar en estados distintos, adoptando las formas de hielo, agua y vapor, dependiendo de cómo la temperatura y la presión sean controladas, los átomos magnéticos se ordenan a sí mismos en varias fases, dependiendo de cómo sean controladas la fuerza y la orientación del campo magnético aplicado.