Los científicos han descubierto un nuevo estado de la materia con propiedades quirales

Un grupo de investigación internacional ha identificado un nuevo estado de la materia, caracterizado por la presencia de un fenómeno cuántico conocido como corriente quiral.

Estas corrientes se generan a escala atómica mediante el movimiento cooperativo de los electrones, a diferencia de los materiales magnéticos convencionales cuyas propiedades surgen de una propiedad cuántica del electrón conocida como espín y su disposición en el cristal.

La importancia de la quiralidad

La descentralización es una propiedad de gran importancia en la ciencia, por ejemplo, y también es necesario entenderla ADN. En el fenómeno cuántico descubierto, la quiralidad de las corrientes se reveló al estudiar la interacción entre la luz y la materia, donde se polarizaron las corrientes apropiadas. Fotón Se puede emitir un electrón desde la superficie de un material con un estado de espín bien definido.

El descubrimiento fue publicado en naturalezaenriquece significativamente nuestro conocimiento sobre los materiales cuánticos, la búsqueda de fases cuánticas quirales y los fenómenos que ocurren en la superficie de los materiales.

Posibles aplicaciones e implicaciones.

“El descubrimiento de la existencia de estos estados cuánticos puede allanar el camino para el desarrollo de un nuevo tipo de electrónica que utilice corrientes quirales como portadores de información en lugar de la carga de un electrón”, explica Federico Mazzola, investigador en física de la materia condensada de la Universidad Ca’ Foscari de Venecia y jefe del equipo de investigación. Estos fenómenos tienen un impacto importante en futuras aplicaciones basadas en nuevos dispositivos optoelectrónicos quirales, y un impacto importante en el campo de las tecnologías cuánticas para nuevos sensores, así como en el campo de la Biomedicina y energías renovables.

Descubrimiento y verificación

Nacido de una predicción teórica, este estudio ha demostrado directamente por primera vez la existencia de este estado cuántico, hasta ahora misterioso y esquivo, gracias al uso del sincrotrón italiano Elettra. Hasta ahora, el conocimiento sobre la existencia de este fenómeno se ha limitado a predicciones teóricas para determinados materiales. Su observación sobre las superficies de materiales sólidos los hace muy interesantes para el desarrollo de nuevos dispositivos electrónicos ultrafinos.

El grupo de investigación, que incluye socios nacionales e internacionales como la Universidad Ca’ Foscari de Venecia, el Instituto SPIN, el Instituto CNR Materials Officina y la Universidad de Salerno, investigó el fenómeno de un material ya conocido por la comunidad científica por sus propiedades electrónicas. . Para aplicaciones en electrónica de espín superconductor, pero el nuevo descubrimiento tiene un alcance más amplio, siendo más general y aplicable a una amplia gama de materiales cuánticos.

Estos materiales están revolucionando la física cuántica y el actual desarrollo de nuevas tecnologías, con propiedades mucho más allá de las descritas por la física clásica.

Referencia: “Firmas de mineralización helicoidal orbital superficial” por Federico Mazzola, Wojciech Brzeski, María Teresa Mercaldo, Anita Guarino, Chiara Beggi y Jill A. Miwa, Domenico Di Fazio, Alberto Cribaldi, John Fujii, Giorgio Rossi y Pasquale Orgiani. Sandeep Kumar Chaluvadi, Shini Ponnathum Shaleel, Giancarlo Panaccioni, Anupam Jana, Vincent Poliuzic, Ivana Vobornik, Changyoung Kim, Fabio Milito-Granozio, Rosalba Fittipaldi, Carmine Ortex, Mario Cocco y Antonio Vecchione, 7 de febrero de 2024. naturaleza.
doi: 10.1038/s41586-024-07033-8