La escurridiza partícula del ‘diablo’ dentro de un superconductor se ha observado casi 70 años después de que se predijera por primera vez. Su descubrimiento podría ayudar a resolver el misterio de cómo funcionan los superconductores.
Devil Pines es una partícula transparente y sin carga descubierta dentro de una muestra del rutenato de estroncio superconductor. Es un oclusor, una onda a través de los electrones del plasma que se comporta como una partícula, lo que significa que es una cuasipartícula.
Los teóricos creen que los plasmones pueden facilitar la superconductividad en los materiales. Si los físicos pueden descubrir el método, podrían usar Devil Pines para arrojar luz sobre los superconductores a temperatura ambiente, uno de los «santos griales» de la física que permitiría el transporte de electricidad casi sin pérdidas. Los investigadores publicaron sus hallazgos el 9 de agosto en la revista Nature.
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“Los demonios se han especulado teóricamente durante mucho tiempo, pero los empiristas nunca los han estudiado”, pedro abamonteProfesor de Física en la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign. dijo en un comunicado. «En realidad, ni siquiera lo estábamos buscando. Pero resulta que estábamos haciendo exactamente lo correcto, y lo encontramos».
Al visualizar por primera vez a su demonio en 1956, David Baines predijo que aparecería dentro de ciertos metales cuando dos grupos de electrones en diferentes rangos de energía forman dos plasmones. Si estos plasmones se desfasan entre sí, de modo que los picos de uno se alinean con los valles del otro, pueden cancelarse parcialmente.
Normalmente, se requieren temperaturas muy específicas para la formación de una sola macroalga en toda la materia, pero Baines argumentó que su nueva macroalga mixta, al no tener masa, ser neutra y derivar sus componentes de una mezcla de energías, podría existir a temperatura ambiente. Llamó a su partícula teórica, que tiene un «movimiento de electrones distintivo», un demonio. Pero su falta de masa y carga hizo que fuera difícil de encontrar.
Para perseguir al diablo, los físicos detrás del nuevo estudio dispararon electrones en rutenato de estroncio cristalizado y midieron sus energías a medida que los electrones se recuperaban. A partir de esto, calcularon el impulso de la onda de plasma dentro del material.
La cuasipartícula que descubrieron acechando dentro del estroncio rutenio coincidía con las predicciones de un modo electrónico sin masa. Los experimentos de seguimiento repitieron el descubrimiento inicial de los investigadores: encontraron Devil Pines.
«Al principio, no teníamos idea de qué se trataba. Los demonios no son muy convencionales. La posibilidad surgió desde el principio y básicamente nos reímos de ella», dijo. Alí Hussein, que ahora es físico en la empresa de tecnología cuántica Quantinuum, según el comunicado. «Pero, a medida que comenzamos a descartar cosas, comenzamos a sospechar que realmente habíamos encontrado al Diablo».
Los autores del estudio dijeron que más estudios en otros metales podrían revelar información clave sobre cómo funcionan los superconductores. La teoría estándar, llamada teoría BCS, propone que la superconductividad surge cuando las ondas de sonido de escala cuántica, conocidas como fonones, hacen vibrar los electrones en pares conocidos como pares de Cooper, cambiando esencialmente su comportamiento al de un superfluido.
Pero sigue existiendo la posibilidad de que Devil Pines también esté involucrado en unir electrones, y eso podría usarse para comprender y construir mejores superconductores.
Este artículo fue proporcionado por Live Science.
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