Al doblar un superconductor quiral fuera del avión, se genera una corriente eléctrica. Crédito:Instituto Nórdico de Física
Los científicos de todo el mundo están ocupados buscando superconductores quirales, que se prevé que sean ideales para la construcción de computadoras cuánticas. Hasta ahora, No ha sido fácil determinar si un material es claramente un superconductor quiral o no. Junto con sus colegas en Estocolmo, Los físicos teóricos de la Universidad de Utrecht han descubierto recientemente que se produce un efecto único en los superconductores quirales que debería ser fácil de medir. Además de ser interesante desde una perspectiva teórica, este efecto también simplifica la búsqueda de un superconductor quiral. Los resultados de la investigación se publican en Cartas de revisión física .
"Demostramos que se puede generar una corriente eléctrica simplemente deformando este tipo de superconductor de la manera correcta, por lo que no necesita voltaje o un campo magnético. Es como una especie de dispositivo eléctrico de origami, "explica la líder de investigación, la profesora Cristine Morais Smith de la Universidad de Utrecht." Cuando se dobla el material de una manera especial, comienza a correr una corriente eléctrica, y se detiene cuando lo dobla hacia atrás ".
Partículas de majorana
La diferencia entre un superconductor 'ordinario' y uno quiral es que los electrones no solo se mueven a través del material en pares, pero que los electrones de los pares también giran entre sí. Esto produce un efecto interesante:las llamadas partículas de Majorana se pueden formar en los extremos de un cable hecho de un superconductor quiral. Se espera que estas partículas sean los bits cuánticos ideales para una computadora cuántica. La existencia de partículas de Majorana fue predicha en 1937 por el físico teórico italiano Ettore Majorana, pero fue observado experimentalmente sólo recientemente por físicos de TU Eindhoven y TU Delft.
Tren de levitación magnética
Un superconductor ordinario puede generar una corriente eléctrica cuando se coloca un imán cerca. Esto se llama efecto Meissner. La corriente en el superconductor crea un campo magnético opuesto que cancela el campo del imán. Una de las aplicaciones más notables del efecto Meissner son los trenes Maglev en China y Japón, que puede alcanzar velocidades de 600 kilómetros por hora flotando sobre la pista.
Cuando se deforma una capa delgada de un superconductor quiral, un campo magnético emerge espontáneamente en el material. Crédito:Instituto Nórdico de Física
Los físicos de Utrecht y Estocolmo ahora han demostrado teóricamente que un efecto similar puede ocurrir en una capa extremadamente delgada (bidimensional) de un superconductor quiral cuando se dobla como se muestra en las ilustraciones. La flexión parece crear un campo magnético en el superconductor, lo que significa que lleva una corriente eléctrica. Esta es una versión geométrica del efecto Meissner.
"En un superconductor quiral bidimensional, todos los pares de electrones giran en el mismo plano. Doblar el material altera el curso de los electrones. Para cancelar el efecto de esa interrupción, se crea un campo magnético, "explica el Dr. Anton Quelle, quien escribió parte de su disertación sobre el tema. "La regla general para este efecto Meissner geométrico es que en superconductores quirales bidimensionales, la flexión más el campo magnético debe ser igual a cero. Esto es comparable al efecto Meissner ordinario, en el que el campo magnético interno que se genera es igual pero opuesto al campo magnético externo, por lo que cancela el campo alrededor del superconductor ".
En un superconductor ordinario, el efecto Meissner evita que se desarrolle un campo magnético perpendicular a la superficie. Entonces, si se ve un campo magnético de este tipo, es una prueba 'definitiva' de que el superconductor es quiral, explica Morais Smith. Aunque el campo magnético es extremadamente débil, se puede medir con un CALAMAR, un sensor que puede detectar campos magnéticos extremadamente débiles.
