Campos magnéticos dentro de un superconductor con simetría de inversión de tiempo rota:las flechas rojas y azules ilustran la dirección y la fuerza de los campos magnéticos internos para el desarrollo del tiempo hacia adelante y hacia atrás. Crédito:Hans-Henning Klauss
Los físicos de TU Dresden han descubierto campos magnéticos estáticos espontáneos con simetría de inversión de tiempo rota en una clase de superconductores basados en hierro. Esta propiedad excepcional requiere nuevos modelos teóricos y puede volverse importante en la computación cuántica. Los resultados de la investigación se han publicado recientemente en la revista científica Física de la naturaleza .
Lo que pasó ayer y lo que pasará mañana suelen ser dos asuntos diferentes y bastante independientes. El pasado y el futuro de la vida humana no son simétricos y, por lo tanto, no son reversibles. En física, esto es diferente. Las fuerzas fundamentales de la naturaleza en partículas elementales, los átomos y las moléculas son simétricos con respecto a su desarrollo en el tiempo:hacia adelante o hacia atrás no importa, los científicos llaman a esto una simetría de inversión del tiempo.
Durante décadas, esta simetría también se encontró en todos los superconductores. Los superconductores son materiales que pueden conducir corrientes eléctricas a bajas temperaturas sin disipación de energía. Una de sus principales aplicaciones es la generación eficiente de fuertes campos magnéticos, por ejemplo, en el diagnóstico de imágenes por resonancia magnética (MRI). Aproximadamente el 99% de todos los materiales superconductores conocidos son simétricos de inversión en el tiempo.
Sin embargo, durante algunos años, Los físicos han estado descubriendo nuevos superconductores que frenan la simetría de inversión del tiempo. Para explicar estas observaciones, el mecanismo básico de la superconductividad, que se conoce desde hace más de 75 años, tuvo que ser modificado considerablemente. Solo estos nuevos superconductores son capaces de generar campos magnéticos internos constantes de forma espontánea. Esto puede dar lugar a nuevas aplicaciones, por ejemplo, en dispositivos de computación cuántica.
Un equipo de investigación internacional dirigido por el Dr. Vadim Grinenko y el Prof. Hans-Henning Klauss del Instituto de Física de Materiales y Estado Sólido en TU Dresden descubrió este nuevo estado magnético con simetría de inversión de tiempo rota en superconductores basados en hierro. La síntesis de esta clase versátil de compuestos intermetálicos es comparativamente simple. Por lo tanto, estos superconductores a base de hierro tienen un enorme potencial de aplicación.
"En nuestro estudio, Mostramos que los superconductores a base de hierro descubiertos hace más de doce años continúan revelando nuevas búsquedas para la investigación fundamental, así como oportunidades para nuevas aplicaciones. "afirma el profesor Hans-Henning Klauss.