Nueva investigación publicada en Comunicaciones de la naturaleza sugiere que los electrones en un gas bidimensional pueden experimentar una transición de fase semi-ordenada (nemática) a mayoritariamente ordenada (esméctica), que se ha discutido en la teoría de la física pero nunca antes visto en la práctica.

"Imagina que pudiéramos construir una pista de patinaje sobre hielo para electrones, y los electrones tenían que moverse a lo largo de la superficie; no podían moverse hacia arriba y hacia abajo, así que solo tenían que patinar uno alrededor del otro, "dijo Michael Manfra, el profesor de la cátedra Bill y Dee O'Brien de física y astronomía en Purdue. "Cuando los enfrías a temperaturas muy bajas y los colocas en un campo magnético, se unen entre sí; se alinean como soldados en un campo de batalla ".

El equipo de Purdue utilizó una técnica de crecimiento de alta pureza, llamada epitaxia de haz molecular, cultivar un material semiconductor (arseniuro de galio) que confina los electrones a una capa bidimensional. Luego enfriaron la muestra hasta casi el cero absoluto en un refrigerador de dilución. Sondas de voltaje a lo largo de la resistencia medida del conductor, que es una función de la temperatura y el campo magnético.

Los investigadores creen que indujeron una transición de un estado nemático a uno esméctico. Para que esto suceda las condiciones tenían que ser perfectas:extremadamente frío, sobre una superficie muy limpia, en un campo magnético perpendicular.

"A altas temperaturas, parece isotrópico, como electrones bailando aleatoriamente uno alrededor del otro, ", Dijo Manfra." Cuando comienza a enfriarse, los electrones se bloquean en columnas, y vemos que la resistencia despega y alcanza su punto máximo. Luego, a medida que avanzamos hacia temperaturas muy bajas, se da la vuelta de nuevo. Esto indica una transición de una fase nemática a esméctica ".

Estos resultados no son lo que el equipo buscaba originalmente:fue un descubrimiento accidental que les ayuda a comprender mejor cómo los electrones interactúan entre sí en entornos controlados. Los descubrimientos en física a menudo ocurren de esta manera; en las condiciones adecuadas, Pueden ocurrir eventos fortuitos.