El cristal líquido cuántico, un nuevo estado de la materia, podría transformar la tecnología de sensores cuánticos.
Investigadores de la Universidad de Rutgers en Estados Unidos han identificado un nuevo estado cuántico de la materia en la interfaz de dos materiales exóticos, según informa la revista Science Advances. Este estado, conocido como cristal líquido cuántico, no se ajusta a los estados tradicionales como sólido, líquido, gas o plasma y podría revolucionar la tecnología de sensores cuánticos.
¿Qué es el cristal líquido cuántico?
Este estado de la materia fue descubierto al combinar un semimetal de Weyl, un conductor con avanzadas propiedades electrónicas, con un “hielo de espín”, un material magnético con compleja estructura atómica. Al aplicar un campo magnético extremo, surgió una interacción inesperada que generó una nueva fase de la materia, según los expertos de Rutgers.
“Observamos nuevas fases cuánticas que solo emergen cuando estos dos materiales interactúan. Es un nuevo estado topológico cuántico en campos magnéticos elevados”, explicó Tsung-Chi Wu, físico de Rutgers y autor principal del estudio.
El hallazgo más notable fue una propiedad llamada anisotropía electrónica: la electricidad fluye de manera diferente según la dirección, algo extremadamente raro. Durante el experimento, la conductividad se redujo en seis direcciones específicas dentro de un círculo de 360°, y al aumentar el campo magnético, los electrones comenzaron a fluir solo en dos direcciones opuestas.
Este comportamiento confirma un fenómeno cuántico conocido como ruptura de simetría rotacional, y representa evidencia clara de una nueva fase cuántica que no había sido observada antes.
Potencial para sensores cuánticos avanzados
Más allá del descubrimiento teórico, el grupo de científicos cree que este nuevo estado cuántico podría ser la base para desarrollar tecnologías avanzadas, como sensores ultrasensibles capaces de operar en condiciones extremas, por ejemplo en el espacio o dentro de equipos de alta potencia.
“Estos resultados abren una vía para controlar y manipular las propiedades de los materiales de formas nunca vistas”, señaló Wu.
¿Qué son los materiales involucrados?
El semimetal de Weyl permite el flujo de electricidad a gran velocidad y sin pérdida de energía, gracias a unas cuasipartículas llamadas fermiones de Weyl. El hielo de espín es un material magnético donde los momentos magnéticos se organizan como las moléculas de hidrógeno en el hielo común, dando lugar a patrones complejos pero estables.
Al combinarse, crean una heteroestructura: un tipo de “sándwich atómico” con propiedades únicas, y es justo en esta delgada interfaz donde se detectó el nuevo estado cuántico.
El siguiente paso en la física de materiales
Este avance representa una nueva forma de explorar la materia a nivel cuántico y podría tener un impacto directo en la electrónica del futuro. Si se confirma y aplica a escala, los materiales con cristales líquidos cuánticos podrían formar la base de componentes para computación cuántica, sensores magnéticos de precisión o nuevos dispositivos electrónicos sin pérdida de energía.
