En un artículo de acceso abierto publicado recientemente en la revista Informes científicos de la naturaleza , Los científicos informaron de la observación de un condensado de fonones ópticos a temperatura ambiente, llamado condensado de Bose-Einstein (B-E).

"No predecimos este condensado B-E en nuestro modelo. Esta es una observación absolutamente nueva, "dijo Alexander" Sasha "Balatsky del Laboratorio Nacional de Los Alamos, un coautor del artículo con un equipo de investigación del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea, La Universidad Estatal de Pensilvania, Laboratorio Nacional de Los Alamos y el Centro Nordita de Materiales Cuánticos, KTH Real Instituto de Tecnología y Universidad de Estocolmo.

La nueva sustancia puede ser útil para computadoras cuánticas basadas en fonones, y también puede arrojar luz sobre las condiciones necesarias para formar condensados ​​biológicos de Fröhlich de modos colectivos.

La condensación de Bose-Einstein (BEC) es un fenómeno fascinante, uno que resulta de la estadística cuántica para partículas idénticas con un espín entero, llamados bosones. A veces denominado el quinto estado de la materia, Albert Einstein y Satyendra Nath Bose lo predijeron originalmente en 1924. En un BEC, la materia deja de comportarse como partículas independientes, y colapsa en un solo estado cuántico que se puede describir con una sola función de onda. Por lo general, este fenómeno ocurre para vapores atómicos diluidos y solo a temperaturas extremadamente bajas.

BEC implica la formación de un estado cuántico colectivo si la densidad de partículas excede un valor crítico. Para cuasi-partículas, como fonones o magnones, BEC puede ocurrir a temperaturas elevadas, y posiblemente también a temperatura ambiente, como se ve en este experimento, porque su densidad aumenta con la temperatura.

Para la observación de este fenómeno, los investigadores utilizaron láminas atómicamente delgadas de diselenuro de tungsteno, un semiconductor bidimensional, que fue apoyado por una pequeña densidad de moléculas, como una fina membrana sobre pilares aislados.

Usando un túnel cuántico de electrones en átomos de superficie vibrante, Se observaron oscilaciones de condensado de fonones a escala atómica. "Las gotas de condensado formadas en la monocapa 2-D de WSe2, "dijo Igor Altfeder, del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL / UTC), científico principal del proyecto "Los pilares moleculares facilitan la creación de condensado en WSe2 mediante la mejora de las interacciones fonón-fonón".

El condensado se observó utilizando un microscopio de efecto túnel, y apareció en forma de pequeñas gotas, cuyo radio es de varios nanómetros, desarrollándose alrededor de los pilares moleculares de apoyo. Los autores explican que cada pilar actúa como un agente sincronizador y hace que los fonones dentro de la hoja atómica de diselenuro de tungsteno sincronicen sus fases de oscilación. en una estrecha analogía con la sincronización de múltiples relojes atómicos, creando así el BEC.