Investigadores crean nueva forma de la materia

Físicos de la Universidad de Pittsburgh han mostrado una nueva forma de la materia que une las características de los láser con las de los mejores conductores eléctricos del mundo: los superconductores.

El trabajo presenta un nuevo método para mover energía desde un punto hasta otro así como un medio para producir un haz de luz similar a un láser empleando poca energía. Los investigadores de Pittsburgh y sus colaboradores de los Laboratorios Bell de Alcatel-Lucent en Nueva Jersey, detallaron el proceso en la edición del 18 de mayo de la revista Science.

El nuevo estado es un sólido relleno de un grupo de partículas energéticas conocidas como polaritones que han sido atrapadas y ralentizadas, explicó el investigador líder David Snoke, un profesor asociado del departamento de física y astronomía del departamento de la Escuela de Artes y Ciencias de la Universidad de Pittsburgh. Snoke trabajó en el proyecto junto a los estudiantes de graduado Ryan Balili y Vincent Hartwell.

Empleando estructuras ópticas especialmente diseñadas con capas de espesor nanometrico que permitían a los polaritones moverse libremente por el interior del sólido, Snoke y sus colegas capturaron a los polaritones en la forma de un superfluido. En los superfluidos, y en sus homólogos sólidos: los superconoductores, la materia se consolida para actuar como una sola onda de energía en lugar de como partículas individuales.

En los superconductores, esto permite el flujo perfecto de la electricidad. En el nuevo estado de la materia mostrado en Pittsburgh - que podría llamarse superfluido de polaritones - el comportamiento de la onda conduce a un haz de luz pura similar al de un láser pero mucho más eficiente en el aspecto energético.

Los superfluidos y superconductores tradicionales requieren temperaturas extremadamente bajas, aproximadamente -280°F para un superconductor y -450°F para un superfluido respectivamente. El superfluido de polaritones es más estable a temperaturas más altas, y en el futuro cercano tal vez podría ser capaz de operar a temperatura ambiente.

La investigación realizada en Pittsburgh, basada en los esfuerzos actuales realizados en laboratorios de física de todo el mundo para crear materiales que mezclen las características de los superconductores y los láser. El trabajo de Snoke aporta un nuevo método para atrapar y manipular las partículas de energía. Aplicada a la tecnología, esta técnica podría facilitar nuevas vías para la transferencia controlada de señales ópticas a través de la materia sólida.

La trampa de polaritones de Snoke se ideó siguiendo una técnica similar a la empleada con los superfluidos hechos con átomos en un estado gaseoso, conocidos como condensado Bose-Einstein. En el año 2001, tres científicos compartieron el Premio Nóbel de física por este trabajo.

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