¿Qué sucede si se unen 4 electrones? Un nuevo estado de la materia dice un estudio reciente

Casi 20 años después los investigadores primero predijeron que el electrón se cuadruplica, se ha demostrado que la evidencia de su existencia ocurre en configuraciones experimentales, lo que representa una nueva Estado de la materia lo que abre un campo completamente nuevo de posibilidades en física.

Técnicamente, de lo que estamos hablando aquí es de la cuadriplicación del fermión, refiriéndonos al tipo de partículas involucradas y cómo interactúan entre sí. Ahora que los científicos lo han encontrado, pueden ponerse a trabajar para averiguar cómo usarlo.

Si piensa en la superconductividad, donde la resistencia eléctrica es cero, necesita pares de electrones, conocidos como pares de toneleros – formar y condensar. Algo muy similar ocurre con cuatro electrones en este nuevo estado.

«Probablemente se necesitarán muchos años de investigación para comprender completamente este estado», dice el físico teórico Egor Babaev del KTH Royal Institute of Technology en Suecia e investigador principal del nuevo estudio. Babaev hizo la predicción original de 2004 sobre este estado de la materia.

Para que se produzca la cuadriplicación de los electrones, se debe evitar que las partículas se acoplen y fluyan sin resistencia en condiciones normales. superconductor condiciones, algo que los científicos ni siquiera estaban seguros de que fuera posible hasta hace poco.

Babaev y sus colegas observaron un material superconductor a base de hierro llamado Ba_{1 – x}K._XFe₂Igual que₂ (ver más abajo) para sus experimentos, previamente identificado como potencialmente capaz de producir efectos inusuales. El material ha sido probado para determinar su resistencia eléctrica y otras propiedades en un rango de diferentes temperaturas.

(Vadim Grinenko / Federico Caglieris)

Los experimentos mostraron evidencia de romper la simetría de inversión del tiempo, un concepto en física en el que al girar expresiones de tiempo negativas en fórmulas se puede realizar el mismo evento hacia atrás o rotar movimientos en direcciones opuestas.

“Sin embargo, en el caso de cuatrofermión condensación que informamos, la inversión del tiempo lo pone en un estado diferente «, Babaev dice.

En conjunto, las mediciones registradas por los experimentos indican un orden de largo alcance: no entre pares de electrones (como en la superconductividad), sino entre pares de pares. Este es el fermión cuadriplicado y un nuevo estado de la materia.

El estado de superconductividad se utiliza en todas partes desde computadoras cuánticas para resonancia magnetica (MRI), pero queda por ver lo que le espera al nuevo estado de la materia hecho posible por la cuadriplicación fermiónica. Se llama fase metálica cuártica BTRS (simetría de inversión de tiempo roto).

Con otros estudios recientes Apuntando a más y más superconductores que no tienen la simetría o la estabilidad que antes se esperaba de estos materiales, los investigadores dicen que este tipo de estados de materia alternativa puede no ser tan infrecuente.

«Los experimentos abren una serie de nuevas preguntas, revelando una serie de otras propiedades inusuales asociadas con su reacción a gradientes térmicos, campos magnéticos y ultrasonido que aún no se han entendido mejor». Babaev dice.

La investigación fue publicada en Física de la naturaleza.