Investigadores del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica confirmaron la hipótesis sobre la influencia de las fuerzas magnéticas en
Para su experimento, los físicos utilizaronsimulador cuántico: una computadora cuántica que recrea sistemas físicos. Para ello, colocaron átomos ultrafríos en el vacío utilizando radiación láser de tal forma que imitaran a los electrones en un modelo simplificado.
Los espines de los átomos estaban dispuestos con una variabledirección. Gracias a esto, se creó una estructura antiferromagnética, característica de muchos superconductores de alta temperatura. Los científicos estabilizaron el material mediante la interacción magnética y "optimizaron" el modelo al reducir la cantidad de átomos en el sistema. Así, se formaron huecos (vacantes) en la estructura atómica.
Los físicos han utilizado un microscopio de gas cuántico,para observar el comportamiento de los agujeros en el sistema. Este es un dispositivo que le permite visualizar los efectos cuánticos y los cambios más pequeños en los átomos. El estudio confirmó que los agujeros que se acercaban entre sí formaban pares en función de la interacción magnética.
Mecanismo de unión de comunicaciones en orden magnético.sistema. Las esferas rojas y azules son espines de orientación opuesta, las franjas sombreadas que conectan las esferas muestran el orden magnético. Las esferas blancas son agujeros. Cuando el agujero se mueve, como se muestra en (i) y (ii), altera el orden magnético. Sin embargo, si el segundo orificio está conectado al primero, como en (iii), el orden magnético se mantiene a pesar del movimiento de los portadores de carga. Imagen: Instituto Max Planck de Óptica Cuántica
Superconductividad a alta temperatura - ceroresistencia eléctrica en materiales individuales a una temperatura relativamente alta - se descubrió hace más de 40 años. Pero hasta ahora, los físicos no comprenden completamente los mecanismos físicos cuánticos de este proceso.
Para la transferencia de carga en superconductores,la formación de pares de portadores de carga: electrones o huecos. En los superconductores tradicionales que funcionan a bajas temperaturas, las vibraciones de la red atómica llamadas fonones son responsables de este proceso, explican los físicos, pero en los superconductores de alta temperatura ese mecanismo no puede funcionar. El nuevo estudio confirma una de las posibles hipótesis.
Los físicos planean refinar el modelo para observar no solo la formación de pares de portadores de carga, sino también su movimiento a través de la red cristalina.
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En la portada: una ilustración artística de agujeros conectados por las propiedades magnéticas del sistema. Imagen: C.Hohmann, Centro de Ciencia y Tecnología Cuántica de Múnich