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| Investigadores de la Universidad de Chicago descubrieron cómo crear y manipular un fenómeno cuántico conocido como "pared de dominio", que se muestra en esta imagen como la línea más clara entre dos grupos de átomos. (Imagen adaptada y coloreada a partir de los datos del experimento.) Ilustración de Kai-Xuan Yao |
Un nuevo estudio realizado por científicos de la Universidad de Chicago podría ayudar a comprender mejor las partículas cuánticas exóticas. En su estudio, los científicos han creado un nuevo tipo de objeto cuántico a voluntad en el laboratorio: "Pared de dominio".
Durante uno de sus experimentos, los científicos observaron una interesante aparición en los átomos a temperaturas extremadamente bajas. En las condiciones adecuadas, los átomos pueden segregarse en dominios y formar una "pared" en la unión donde se encuentran. Esta pared de dominio se comporta como un objeto cuántico independiente.
El estudiante de doctorado Kai-Xuan Yao, primer autor del estudio, dijo: "Es como una duna de arena en el desierto: está formada por arena, pero la duna actúa como un objeto que se comporta de forma diferente a los granos de arena individuales".
Los científicos también observaron los sorprendentes comportamientos de esta pared de dominio.
Según el Instituto James Franck y el Instituto Enrico Fermi, "tenemos mucha experiencia en el control de átomos. Sabemos que si empujas los átomos hacia la derecha, se moverán hacia la derecha. Pero aquí, si empujas la pared de dominio hacia la derecha, se mueve hacia la izquierda".
Estas paredes de dominio forman parte de una clase conocida como fenómenos "emergentes", lo que significa que parecen seguir nuevas leyes de la física debido a que muchas partículas actúan juntas como un colectivo. Los científicos han estudiado estos fenómenos para comprender un conjunto de reglas llamado teoría dinámica gauge. La teoría dinámica gauge describe otros fenómenos emergentes en los materiales y el universo primitivo.
El profesor Cheng Chin, de la Universidad de Chicago, afirmó que "este fenómeno puede tener aplicaciones en la fabricación de materiales cuánticos programables o procesadores de información cuántica: puede servir para crear una forma más sólida de almacenar información cuántica o permitir nuevas funciones en los materiales. Pero antes de descubrirlo, el primer paso es entender cómo controlarlos".
Fuentes, créditos y referencias:
Kai-Xuan Yao et al, Domain-wall dynamics in Bose–Einstein condensates with synthetic gauge fields, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-021-04250-3
Fuente: Universidad de Chicago