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Hace unos años, los investigadores decidieron centrarse en un metal superconductor llamado rutenato de estroncio. Su estructura es similar a la de una misteriosa clase de superconductores de «cuprato» a base de cobre, pero se puede fabricar de una manera más perfecta. Si bien el equipo no aprendió los secretos de los cupratos, el material reaccionó de maneras que Ali Husain, quien perfeccionó la técnica como parte de su investigación doctoral, no entendió.
Husain descubrió que a los electrones que rebotaban se les despojaba de su energía y de su impulso, lo que sugiere que desencadenaban ondas que robaban energía en el rutenato de estroncio. Pero las ondas excedieron sus expectativas: se movían 100 veces más rápido para ser ondas sonoras (que se propagaban a través de los núcleos atómicos) y 1.000 veces más lento para ser ondas de carga que se propagaban a través de la superficie plana del metal. También tenían un contenido energético extremadamente bajo.
«Pensé que debía ser un artefacto», dijo Husain. Entonces insertó diferentes muestras, probó diferentes voltajes e incluso hizo que diferentes personas tomaran las medidas.
Ali Husain desarrolló un método para medir con precisión las energías y las trayectorias de los electrones que rebotan; Estas observaciones revelaron modos demoníacos en el rutenato de estroncio.Foto de : Matteo Mitrano
Las vibraciones no identificadas persistieron. Después de realizar los cálculos, el grupo se dio cuenta de que las energías y los momentos de las ondas coinciden estrechamente con la teoría de Pines. El grupo sabía que los electrones del rutenato de estroncio se mueven de un átomo a otro a través de uno de tres canales diferentes. El equipo concluyó que los electrones en dos de estos canales se sincronizaron para neutralizar el movimiento de cada uno, desempeñando el papel de electrones «pesados» y «ligeros» en el análisis original de Pines. Habían encontrado un metal que podría albergar al demonio de Pines.
«Es estable en rutenato de estroncio», dijo Abbamonte. «Siempre está ahí».
Las ondas no concuerdan perfectamente con los cálculos de Pines. Y Abbamonte y sus colegas no pueden garantizar que no verán otra oscilación más complicada. Pero en general, dicen otros investigadores, el grupo presenta argumentos sólidos de que el demonio de Pines fue capturado.
“Hicieron todo tipo de pruebas de buena fe”, dijo Sankar Das Sarma, teórico de la materia condensada de la Universidad de Maryland, pionero en el trabajo sobre vibraciones demoníacas.
Demonios desatados
Ahora que los investigadores sospechan que el demonio existe en metales reales, algunos se preguntan si los movimientos inmóviles tienen alguna implicación en el mundo real. “No deberían ser raros y podrían hacer cosas”, dijo Abbamonte.
Por ejemplo, las ondas sonoras que se propagan a través de rejillas metálicas vinculan los electrones de una manera que conduce a la superconductividad, y en 1981 un grupo de físicos sugirió que las vibraciones demoníacas podrían inducir de manera similar la superconductividad. El grupo de Abbamonte eligió originalmente el rutenato de estroncio debido a su superconductividad poco ortodoxa. Quizás el demonio podría estar involucrado.
«Actualmente se desconoce si el demonio desempeña un papel o no», dijo Kogar, «pero es otra parte del juego» (los físicos a menudo consideran que las ondas con ciertas propiedades son partículas).
Sin embargo, la innovación más importante en la investigación reside en el descubrimiento del tan esperado efecto metálico. Para los teóricos de la materia condensada, el hallazgo es una conclusión satisfactoria a una historia de hace 70 años.
«Es un apéndice interesante a la historia temprana del gas de electrones», dijo Coleman.
Y para Husain, que se graduó en 2020 y ahora trabaja en la empresa Quantinuum, la investigación sugiere que los metales y otros materiales están llenos de vibraciones extrañas que los físicos carecen de herramientas para comprender.
“Simplemente se quedan ahí sentados”, dijo, “y esperan a ser descubiertos”.
historia original Reimpreso con autorización de Revista Quanta, una publicación editorialmente independiente Fundación Simons Su misión es mejorar la comprensión pública de la ciencia cubriendo los desarrollos y tendencias de la investigación en matemáticas y ciencias físicas y biológicas.
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