Un extraño objeto cuántico creado con éxito en el laboratorio por primera vez
La mecánica cuántica, el comportamiento del Universo en la escala más pequeña, continúa sorprendiéndonos, y los científicos ahora han creado con éxito un objeto cuántico llamado pared de dominio en el laboratorio.
Por primera vez, estas paredes ahora se pueden generar en el laboratorio a pedido, lo que ocurre cuando los átomos se almacenan a temperaturas muy frías, un escenario conocido como Condensado de Bose-Einstein – agruparse en dominios bajo ciertas condiciones. Las paredes son las uniones entre estas áreas.
Los investigadores que crean estos muros de dominio dicen que podrían terminar arrojando nueva luz sobre muchas áreas diferentes de la mecánica cuántica, incluida la electrónica cuántica, la memoria cuántica y el comportamiento de partículas cuánticas exóticas.
«Es como una duna de arena en el desierto: está hecha de arena, pero la duna actúa como un objeto que se comporta de manera diferente a los granos de arena individuales». dice el físico Kai-Xuan Yao de la Universidad de Chicago.
Hubo Búsqueda anterior dentro de las paredes del dominio, pero nunca pudieron crearse a voluntad en el laboratorio hasta ahora, dando a los científicos la capacidad de analizarlos de nuevas maneras. Resulta que actúan como objetos cuánticos independientes, pero no necesariamente de la manera que los científicos esperarían.
Este comportamiento inesperado significa que las paredes del dominio se unen a una clase de objetos llamados fenómenos emergentesdonde las partículas que se unen parecen seguir un conjunto diferente de leyes físicas que las partículas que trabajan solas.
Una de las observaciones inusuales realizadas por el equipo es cómo reaccionan las paredes del dominio a los campos eléctricos, lo que requerirá más estudio para desentrañar. Por ahora, solo poder producir y manipular estos muros es un gran paso adelante.
«Tenemos mucha experiencia en el control de átomos», dice el físico Cheng Chin de la Universidad de Chicago. «Sabemos que si empujas los átomos hacia la derecha, se moverán hacia la derecha. Pero aquí, si empujas la pared del dominio hacia la derecha, se moverá hacia la izquierda».
Parte de la razón por la que el descubrimiento es tan importante es que podría darnos más información sobre cómo se comportaron los átomos al principio de la existencia del Universo: las partículas que una vez se agruparon eventualmente se expanden para formar estrellas y planetas, y a los científicos les gustaría saber exactamente cómo pasó.
Este descubrimiento de la pared de dominio se enmarca en lo que se conoce como teoría de calibre dinámico: una forma de probar y calcular la dinámica de los fenómenos cuánticos en el laboratorio. Estos descubrimientos podrían explicar cómo operan los fenómenos emergentes en todo, desde los materiales hasta el Universo primitivo.
Además de mirar hacia atrás, los investigadores también miran hacia adelante. Una vez que comprendió cómo se pueden controlar las paredes de dominio, esto podría abrir oportunidades para nuevas tecnologías cuánticas.
«Puede haber aplicaciones para este fenómeno en términos de fabricación de materiales cuánticos programables o procesadores de información cuántica». barbilla dijo.
«Se puede usar para crear una forma más robusta de almacenar información cuántica o activar nuevas funciones en los materiales. Pero antes de que podamos averiguarlo, el primer paso es comprender cómo controlarlos».
La investigación ha sido publicada en La naturaleza.
