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Científicos hallan cómo eliminar el quinto estado de la materia: el descubrimiento que podría cambiar la física para siempre

El equipo de científicos de China que está cada vez más cerca de comprender cómo funcionan los superconductores.

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Un grupo de científicos de China está cada vez más cerca de comprender cómo funcionan los superconductores. De esta manera, estiman que el secreto de su abundancia podría estar en un disparador de "física exótica" llamado singularidad de Griffiths.

Los detalles fueron publicados recientemente en nuevo artículo publicado en National Science Review.

El hallazgo que podría romper con el quinto estado de la materia: en qué consiste. Fuente: NASA. 

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La importancia de la Singularidad de Griffiths 

La singularidad de Griffiths es un fenómeno en la física de materiales que se refiere a un tipo especial de transición de fase en sistemas desordenados. Propone que, en ciertas condiciones, se puede observar un comportamiento crítico que rompe la invariancia de escala, es decir, las propiedades físicas no son las mismas a diferentes escalas.

En este contexto, es notable cómo, en la mecánica cuántica, la transición de fase se relaciona con el cero absoluto, de manera similar a los procesos de congelación, fusión y vaporización en la física clásica. 

Cualquier cambio significativo que ocurra después de ese punto debe estar vinculado a reacciones clave en el cero absoluto.

Ahora, después de 55 años, los físicos están comenzando a demostrar que esta singularidad también puede aplicarse a materiales sólidos en tres dimensiones. 

Con este nuevo descubrimiento, los científicos pueden investigar más a fondo los superconductores no convencionales de alta temperatura que presenten composiciones similares.

La mecánica cuántica podría cambiar para siempre: descubre por qué. Fuente: Shutterstock. 

El hallazgo que podría ayudarnos a entender mejor los superconductores 

El estudio se enfoca en los pnictidos de hierro, compuestos que combinan hierro y arsénico. Descubiertos a principios de los años 2000, estos presentan características que los distinguen de los superconductores convencionales.

La superconductividad, tal como la conocemos, se manifiesta en materiales que, cuando son enfriados a temperaturas cercanas a cero absoluto, se convierten en un condensado de Bose-Einstein (BEC), reconocido como la quinta fase de la materia.

A diferencia de esto, los ferropnictidos pueden exhibir superconductividad a temperaturas relativamente más altas sin necesidad de alcanzar un estado BEC.

En transiciones de fase cuántica comunes se espera que los materiales se comporten de manera homogénea. Sin embargo, en materiales que presentan comportamientos compatibles con las singularidades de Griffiths, aparecen "islas superconductoras". Este fenómeno se debe a que la transición en estos materiales no es uniforme.

Así, se demostró por primera vez que es posible crear y observar estos puntos calientes en una muestra tridimensional de un superconductor de pnictidos de hierro.

Esto significa que, si se logra adaptar las singularidades de Griffiths a más materiales, podríamos encontrar superconductores que sean más accesibles para los científicos. 

Este hallazgo podría revolucionar la computación cuántica, que depende de los superconductores y funciona a temperaturas extremadamente bajas. 

Sin embargo, es importante señalar, que la computación cuántica a alta temperatura probablemente no sea viable, ya que los qubits necesitan mantenerse en condiciones de frío extremo. 


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