Además de los estados de la materia que todos conocemos y estamos acostumbrados, que corresponden a sólidos, líquidos y gases, se pueden generar estados más exóticos en materiales específicos en condiciones especiales. Tales estados son de gran interés para los físicos porqueles ayudan a obtener una comprensión más profunda de los fenómenos cuánticos, que es clave para que los científicos e ingenieros puedan innovar en tecnología de punta.
El condensado de Bose-Einstein es uno de esos estados de la materia que ocurre a temperaturas muy bajas. En este estado, la mayoría de las partículas constituyentes del condensado se encuentran en el llamado "estado fundamental", que es el estado con la energía más baja, y los fenómenos cuánticos microscópicos pueden observarse fácilmente. Curiosamente, este estado también puede ser exhibido por cuasipartículas, que no son partículas reales sino que representan excitaciones microscópicas colectivas en un sistema y pueden usarse para describir el sistema de una manera simplificada, pero muy útil.Los magnones, un tipo de cuasipartícula que se manifiesta en materiales magnéticos, son excitaciones colectivas que se originan a partir de electrones en un cristal. Los magnones normalmente pueden saltar entre diferentes ubicaciones en el cristal; sin embargo, en algunos compuestos y bajo el efecto de un campo magnético,puede quedar atrapado en una especie de situación de captura 22, lo que hace que exhiban una cristalinidad rígida. Este es un fenómeno cuántico muy interesante llamado "cristalización de magnón".en ", donde se dice que los magnones están en un estado 'frustrado'.
Para explorar este efecto peculiar, un equipo de científicos dirigido por el Prof. Hidekazu Tanaka de Tokyo Tech, trabajó en la caracterización de las excitaciones magnéticas que ocurren en un aislante magnético que lleva la fórmula química Ba2CoSi2O6Cl2. Realizaron experimentos de dispersión de neutrones, en los que se emitieron haces de neutrones.disparado sobre cristales de Ba2CoSi2O6Cl2 a diferentes energías y ángulos para determinar las propiedades de los cristales. En base a los resultados de estos experimentos, el equipo demostró que la cristalización de magnón ocurre en Ba2CoSi2O6Cl2 y atribuyó el origen de este estado ordenado a las interacciones electrónicas fundamentales en el material, desde una perspectiva mecánica cuántica. "Hasta hace poco, los estudios experimentales sobre la cristalización de magnones se habían limitado al compuesto de Shastry-Sutherland, SrCu2 BO3 2, y este estudio es un intento de investigar este fascinante fenómeno cuántico en un material diferente,"comenta el Prof. Tanaka.
Comprender el orden de los magnones y sus efectos sobre las propiedades magnéticas micro y macroscópicas de los cristales podría proporcionar a los investigadores una información valiosa para correlacionar la física de la materia condensada con los principios de la mecánica cuántica ". Este trabajo muestra que los imanes cuánticos altamente frustrados proporcionan áreas de juego para interactuarpartículas cuánticas ", concluye el profesor Tanaka. Según lo recomendado por los científicos, se necesitarán estudios adicionales para comprender mejor el sistema Ba2CoSi2O6Cl2 y obtener un punto de apoyo más profundo en la mecánica cuántica y sus posibles aplicaciones.
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Materiales proporcionados por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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