Un equipo de investigación dirigido por profesores del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Pittsburgh ha anunciado el descubrimiento de un nuevo estado electrónico de la materia.

Jeremy Levy, un distinguido profesor de física de la materia condensada, y Patrick Irvin, un profesor asociado de investigación son coautores del artículo "Serie de conductancia pascal en LaAIO balística unidimensional ₃ / SrTiO ₃ canales. "La investigación se centra en mediciones en sistemas conductores unidimensionales donde se encuentra que los electrones viajan sin dispersarse en grupos de dos o más a la vez, en lugar de individualmente.

El estudio fue publicado en Ciencias el 14 de febrero.

"Normalmente, los electrones en semiconductores o metales se mueven y se dispersan, y eventualmente derivar en una dirección si aplica un voltaje. Pero en los conductores balísticos, los electrones se mueven más como automóviles en una carretera. La ventaja de eso es que no emiten calor y se pueden usar de formas muy diferentes a los dispositivos electrónicos ordinarios. Investigadores anteriores a nosotros han logrado crear este tipo de conductor balístico, "explicó Levy.

"El descubrimiento que hicimos muestra que cuando se puede hacer que los electrones se atraigan entre sí, pueden formar grupos de dos, Tres, cuatro y cinco electrones que literalmente se comportan como nuevos tipos de partículas, nuevas formas de materia electrónica ".

Levy comparó el hallazgo con la forma en que los quarks se unen para formar neutrones y protones. Una pista importante para descubrir la nueva materia fue reconocer que estos conductores balísticos coincidían con una secuencia dentro del Triángulo de Pascal.

"Si miras a lo largo de diferentes direcciones del Triángulo de Pascal, puedes ver diferentes patrones numéricos y uno de los patrones era uno, Tres, seis, 10, 15, 21. Esta es una secuencia que notamos en nuestros datos, por lo que se convirtió en una pista desafiante sobre lo que realmente estaba sucediendo. El descubrimiento nos llevó algo de tiempo comprenderlo, pero fue porque inicialmente no nos dimos cuenta de que estábamos mirando partículas compuestas por un electrón, dos electrones, tres electrones y así sucesivamente. Si combinas todo esto, obtienes la secuencia de 1, 3, 6, 10. "

Exacción, quien también es director del Pittsburgh Quantum Institute, señaló que las nuevas partículas presentan propiedades relacionadas con el entrelazamiento cuántico, que potencialmente se puede utilizar para la computación cuántica y la redistribución cuántica. Dijo que el descubrimiento es un avance emocionante hacia la siguiente etapa de la física cuántica.

"Esta investigación se enmarca en un esfuerzo mayor aquí en Pittsburgh para desarrollar nuevas ciencias y tecnologías relacionadas con la segunda revolución cuántica, " él dijo.

"En la primera revolución cuántica, la gente descubrió que el mundo que los rodeaba estaba gobernado fundamentalmente por las leyes de la física cuántica. Ese descubrimiento condujo a la comprensión de la tabla periódica, cómo se comportan los materiales y ayudaron en el desarrollo de transistores, ordenadores, Escáneres de resonancia magnética y tecnología de la información.

"Ahora en el siglo XXI, estamos viendo todas las extrañas predicciones de la física cuántica, dándoles la vuelta y usándolas. Cuando hablas de aplicaciones, estamos pensando en la computación cuántica, teletransportación cuántica, comunicaciones cuánticas, detección cuántica:ideas que utilizan propiedades de la naturaleza cuántica de la materia que antes se ignoraban ".