Observan movimientos extraños de átomos sometidos a un estado exótico

Unos físicos han detectado átomos moviéndose por lugares especiales sin sufrir los efectos de la fricción, de un modo que recuerda al de los electrones en los superconductores, o más específicamente en el límite o borde de ciertos conductores que solo lo son en su superficie.

Normalmente, los electrones son partículas con gran libertad de movimientos, que pueden desplazarse a través de la mayoría de los metales en cualquier dirección. Cuando encuentran un obstáculo, las partículas cargadas experimentan fricción y se dispersan aleatoriamente como bolas de billar que chocan.

Sin embargo, en ciertos materiales exóticos, los electrones se comportan de un modo organizado, por así decirlo.

En estos materiales, los electrones pueden circular agrupados en el borde del material (su superficie) y fluir en una dirección, como hormigas que marchan en fila india a lo largo de una ramita de árbol.

En este raro “estado borde”, los electrones pueden fluir sin fricción, deslizándose sin esfuerzo alrededor de los obstáculos, como si algo tirase de ellos guiándoles por el camino a seguir.

A diferencia de lo que ocurre en un superconductor, donde todos los electrones de un material fluyen sin resistencia, la corriente transportada por los modos borde solo se produce en el límite de un material.

Ahora, un equipo encabezado por Ruixiao Yao, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, ha observado directamente estados borde en una nube de átomos ultrafríos.

En esta investigación se ha conseguido ver, por vez primera, átomos fluyendo a lo largo de un límite, sin encontrar resistencia, incluso cuando se interponen obstáculos en su camino.

Recreación artística de un flujo cuántico de átomos de oro discurriendo a lo largo de una pared hecha de luz láser verde y superando sin dificultad los obstáculos colocados en su camino. (Imagen: Sampson Wilcox. CC BY-NC-ND 3.0)

Lo observado en los experimentos de este estudio podría ayudar a los físicos a manipular electrones para que fluyan sin verse entorpecidos por la fricción en materiales, sin necesidad de emplear superconductores propiamente dichos. Una corriente así podría permitir una transmisión de energía y de datos con una eficiencia colosal y sin pérdidas.

El estudio se titula “Observation of chiral edge transport in a rapidly-rotating quantum gas”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Physics. (Fuente: NCYT de Amazings)