En este nuevo estado cuántico no existe la congelación

Un nuevo estado cuántico en que el agua no se congelaría descubrieron en Alemania científicos reunidos en el Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR). El equipo logró enfriar un material especial a una temperatura cercana al cero absoluto, pero jamás se solidificó.

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Así lo reportaron en la revista Nature Physics expertos de la Universidad de Tokio, la Universidad Johns Hopkins y el Instituto Max Planck. En sus observaciones, descubrieron que “una propiedad central de los átomos, su alineación, no se ‘congelaba’, como de costumbre, sino que permanecía en estado ‘líquido’”.

Para lograr el nuevo estado cuántico, el equipo internacional utilizó una mezcla de praseodimio, circonio y oxígeno. “Asumieron que, en este material, las propiedades de la red cristalina permitirían que los espines de los electrones interactuaran con sus orbitales alrededor de los átomos de una manera especial”, informó el laboratorio de investigación HZDR.

El profesor Satoru Nakatsuji explicó que el requisito previo era tener cristales de extrema pureza y calidad. Por tal motivo, fueron necesarios “varios intentos” hasta convertir un criostato en “una especie de supertermo”.

El material fue gradualmente enfriado hasta los 20 milikelvin, es decir, una quincuagésima parte de un grado por encima de la temperatura más baja posible, es decir, 273.15 grados Celsius bajo cero. Posteriormente, vigilaron la longitud de su campo magnético y cómo reaccionaba a ondas de ultrasonido.

Sergei Zherlitsyn, experto en investigaciones de ultrasonido, detalló que “la pronunciada interacción de espines y orbitales impidió el ordenamiento”. En otras palabras, “los átomos permanecieron en su estado cuántico líquido, la primera vez que se observaba tal estado cuántico”.

Por fascinante que parezca, la siguiente interrogante tiene que ver con las aplicaciones prácticas del descubrimiento de este nuevo estado cuántico. Para desarrollar sensores altamente sensibles, es preciso seguir investigando.

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El director del HZDR, Jochen Wosnitza, señaló que primero “tenemos que descubrir cómo generar excitaciones en este estado de forma sistemática”. La detección cuántica es una tecnología prometedora: puede registrar campos magnéticos o temperaturas con una precisión casi óptima, sostuvo la institución.