Los investigadores han encontrado evidencia de una fase anómala de la materia que se predijo que existía en la década de 1960. Aprovechar sus propiedades podría allanar el camino hacia nuevas tecnologías capaces de compartir información sin pérdidas de energía. Estos resultados se informan en la revista Avances de la ciencia .

Mientras investigaba un material cuántico, los investigadores de la Universidad de Cambridge que dirigieron el estudio observaron la presencia de ondas de energía inesperadamente rápidas que se movían a través del material cuando lo exponían a pulsos láser cortos e intensos. Pudieron hacer estas observaciones utilizando una cámara de velocidad microscópica que puede rastrear movimientos pequeños y muy rápidos a una escala que es desafiante con muchas otras técnicas. Esta técnica sondea el material con dos pulsos de luz:el primero lo perturba y crea ondas, u oscilaciones, que se propagan hacia afuera en círculos concéntricos. de la misma manera que arrojar una piedra a un estanque; el segundo pulso de luz toma una instantánea de estas ondas en varios momentos. Juntar, estas imágenes les permitieron ver cómo se comportan estas ondas, y comprender su "límite de velocidad".

"A temperatura ambiente, estas ondas se mueven a una centésima parte de la velocidad de la luz, mucho más rápido de lo que esperaríamos en un material normal. Pero cuando vamos a temperaturas más altas, es como si el estanque se hubiera congelado, "explicó la primera autora, Hope Bretscher, quien llevó a cabo esta investigación en el Laboratorio Cavendish de Cambridge. "No vemos que estas ondas se alejen de la roca en absoluto. Pasamos mucho tiempo buscando por qué podría ocurrir un comportamiento tan extraño".

La única explicación que parecía encajar con todas las observaciones experimentales era que el material alberga, a temperatura ambiente, una fase de 'aislante excitónico' de la materia, que si bien se predice teóricamente, había eludido la detección durante décadas.

"En un aislante excitónico, las ondas de energía observadas están sustentadas por partículas de carga neutra que pueden moverse a velocidades similares a las de los electrones. En tono rimbombante, estas partículas podrían transportar información sin verse obstaculizadas por los mecanismos de disipación que, en los materiales más comunes, afectar partículas cargadas como electrones, "dijo el Dr. Akshay Rao del Laboratorio Cavendish, quien dirigió la investigación. "Esta propiedad podría proporcionar una ruta más sencilla hacia la temperatura ambiente, cálculo de ahorro de energía que el de la superconductividad ".

Luego, el equipo de Cambridge trabajó con teóricos de todo el mundo para desarrollar un modelo sobre cómo existe esta fase de aislamiento excitónico, y por qué estas ondas se comportan de esta manera.

"Los teóricos predijeron la existencia de esta fase anómala hace décadas, pero los desafíos experimentales para ver evidencia de esto ha significado que solo ahora podemos aplicar marcos previamente desarrollados para proporcionar una mejor imagen de cómo se comporta en un material real, "comentó Yuta Murakami, del Instituto de Tecnología de Tokio, que colaboró ​​en el estudio.

“La transferencia de energía sin disipación desafía nuestra comprensión actual del transporte en materiales cuánticos y abre la imaginación de los teóricos a nuevas formas de manipulación futura, "dijo el colaborador Denis Gole, del Instituto Jozef Stefan y la Universidad de Ljubljana.

"Este trabajo nos acerca un paso más hacia el logro de algunas aplicaciones increíblemente eficientes desde el punto de vista energético que pueden aprovechar esta propiedad, incluso en computadoras, "concluyó el Dr. Rao.