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El término excitonio se parece a una sustancia inventada sacada de un libro ilustrado para niños
Por: Simon Veazey
La Gran Época, EE.UU.
Representación artística de los excitones de un sólido excitónico. Las excitaciones se pueden considerar como paredes de dominio de propagación (amarillo) en un fondo de excitón sólido ordenado (azul). (Foto: Peter Abbamonte, Departamento de Física, Universidad de Illinois)
Es una palabra científica real, inventada hace 50 años para describir un nuevo tipo de materia que los científicos pensaban debería existir, pero que no pudieron probar su existencia hasta ahora.
Físicos de la Universidad de Illinois aseguraron tener pruebas de que el excitonio existe realmente, describiendo el descubrimiento como “importancia cósmica”.
En un artículo publicado en diciembre pasado, los investigadores revelan cómo finalmente pudieron probar la existencia de este nuevo tipo de materia y comenzar a responder las preguntas que se hicieron hace mucho tiempo estudiando los cristales de metal con una nueva técnica especial.
Pero entender el excitonio no es tan sencillo como comprender las estructuras de moléculas o átomos, que se visualizan con modelos de bola y barra en los laboratorios de química de la escuela secundara o en los diagramas de anillos de electrones alrededor de los átomos.
El excitonio está sujeto a las reglas del extraño y maravilloso mundo de la física cuántica, donde cosas como las enigmáticas “ondas de probabilidad” pueden existir simultáneamente como ondas y partículas, desafiando la lógica humana y la física newtoniana.
Según los investigadores, el excitonio consiste de “agujeros” energéticos producidos por los electrones que escapan de sus posiciones.
Las peculiaridades del dominio cuántico generalmente no se ven directamente en este mundo, confinadas al nivel atómico, y solo pueden actuar en el campo de partículas diminutas como los electrones.
Sin embargo, en ciertas situaciones, estas peculiaridades pueden irrumpir en los niveles físicos, rompiendo las leyes de la física que enseñan en la escuela secundaria.
Los superconductores y los superfluidos son ejemplos de estos fenómenos donde las leyes regulares de la física newtoniana parecen mirar para otro lado, y podemos ver cómo la burbuja del mundo cuántico toca el nuestro.
El excitonio es un condensado (sólido) que, como los superfluidos o superconductores, está sujeto a efectos cuánticos.
Peter Abbamonte (centro) junto con los estudiantes Mindy Rak (izq.) y Anshul Kogar (der.), quienes participan en el estudio. (Foto: L.Brian Stauffer/ Universidad de Illinois)
“Está compuesto de excitones, partículas que se forman en una extraña combinación de mecánica cuántica, el de un electrón que escapa y deja un “hueco” en ese lugar”, escribe Siv Schwink, portavoz del Departamento de Física de la Universidad de Illinois.
Los investigadores desarrollaron una técnica para estudiar los cristales de metal que les permitió medir los electrones apareados y sus “huecos” de una nueva manera. Pudieron detectar cinco veces lo que se conoce como “fase de plasmón blando”: lo que dijeron era una “pistola humeante” que demuestra la existencia de excitonio y que nunca se había observado antes.
“Este resultado es de importancia cósmica”, dijo el profesor de Física Peter Abbamonte, líder del proyecto, en un comunicado de prensa de la universidad. “Dado que el término ‘exctonio’ se acuñó en la década de los 60 por el físico teórico de Harvard, Bert Halperin, los físicos han tratado de demostrar su existencia.”
Traducido del inglés al español por: Lucía Aragón
