1. División de electrones en grafeno:
El grafeno, un material bidimensional formado por átomos de carbono dispuestos en una red hexagonal, ha despertado gran atención en los últimos años. Investigadores de la Universidad de Manchester realizaron experimentos en los que sometieron muestras de grafeno a altos niveles de corriente eléctrica. En estas condiciones extremas, se observó que los electrones del grafeno se dividían en dos cuasipartículas separadas e independientes conocidas como "fermiones de Dirac". Este fenómeno lo predice la ecuación de Dirac, que gobierna el comportamiento de las partículas relativistas.
2. Electrones cargados fraccionariamente en puntos cuánticos:
Los puntos cuánticos son nanopartículas semiconductoras con dimensiones del orden de unos pocos nanómetros. En un estudio dirigido por científicos de la Universidad de Copenhague, se utilizaron puntos cuánticos para atrapar electrones y estudiar sus propiedades. Los resultados revelaron la existencia de electrones con carga fraccionada dentro de los puntos cuánticos. Estas cargas fraccionarias son múltiplos de 1/3 o 2/3 de la carga fundamental del electrón, lo que desafía las nociones convencionales de indivisibilidad de los electrones.
3. Fermiones Majorana en aisladores topológicos:
Los aisladores topológicos son una clase de materiales que poseen propiedades superficiales únicas que permiten la aparición de fermiones de Majorana. Estas cuasipartículas son sus propias antipartículas y se ha teorizado que desempeñan un papel crucial en la computación cuántica tolerante a fallas. Investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft y otras instituciones han logrado avances significativos en la identificación y manipulación de fermiones de Majorana en aisladores topológicos.
4. Pares de electrones dividiéndose en superconductores:
La superconductividad, la capacidad de ciertos materiales de conducir electricidad con resistencia cero, es un fenómeno bien conocido. Experimentos recientes con superconductores de alta temperatura revelaron que cuando una corriente eléctrica pasa a través de estos materiales, los electrones se emparejan y dividen simultáneamente. Este proceso, conocido como "división de pares", podría arrojar luz sobre los mecanismos subyacentes responsables de las propiedades exóticas de los superconductores de alta temperatura.
5. Pares electrón-agujero en semiconductores:
Cuando un fotón interactúa con un material semiconductor, puede excitar un electrón desde su nivel de energía original a uno superior, dejando un espacio o "agujero" en el nivel de energía inferior. Los investigadores han observado que en algunos semiconductores, como el nitruro de galio, el electrón y el hueco pueden dividirse y moverse de forma independiente. Este comportamiento podría tener implicaciones para los dispositivos optoelectrónicos y los diodos emisores de luz (LED).
Estos descubrimientos ofrecen visiones tentadoras del intrincado y contraintuitivo mundo de la física cuántica. Al comprender y aprovechar estos comportamientos exóticos de los electrones, los científicos esperan desbloquear nuevas posibilidades tecnológicas en campos como la computación cuántica, la superconductividad y los materiales avanzados.
