Cómo los experimentos con materiales cuánticos proporcionan una nueva visión de cómo se comportan los electrones

Una nueva prueba documentada en Nature cuestiona nuestra imagen de cómo funcionan los electrones en los materiales cuánticos. Usando capas apiladas de equipo llamado ditellurida de tungsteno, los experimentadores identificaron electrones bidimensionales que se comportaban como si existieran en una dimensión, un proceso que demostró lo que los investigadores confirmaron es un estado electrónico contemporáneo de la materia.

«Este es realmente un horizonte completamente nuevo», declaró Sanfeng Wu, profesor asistente de física en la Universidad de Princeton y autor principal del artículo. «Pudimos crear una nueva etapa electrónica con este experimento, un tipo esencialmente nuevo de estado metálico».

El conocimiento existente sobre el comportamiento de los electrones que interactúan en los metales puede explicarse mediante una teoría que funciona bien con los procesos 2D y 3D, pero se rompe cuando explica la interacción de los electrones en una dimensión.

«Esta teoría describe la mayoría de los minerales que conocemos», dijo Wu. “Establece que los electrones en un metal, a pesar de su fuerte interacción, deben comportarse como electrones libres, excepto que pueden tener valores diferentes en algunas cantidades características, como la masa y el momento magnético”.

En los sistemas unidimensionales, sin embargo, la «teoría del fluido de Fermi» proporciona un camino para otra teoría, la «teoría del fluido de Luttinger» para explicar la interacción entre los electrones.

«La teoría de los fluidos de Luettinger proporciona un punto de partida fundamental para comprender la interacción de los electrones en una dimensión», declaró Wu. «Los electrones en una red unidimensional están tan estrechamente relacionados entre sí que, en cierto sentido, comienzan a no comportarse como electrones libres».