Irvine (California).- Investigadores de la Universidad de California en Irvine (UC Irvine) han logrado un avance sin precedentes en la física de materiales al descubrir un nuevo estado de la materia cuántica, una fase que hasta ahora solo había sido predicha teóricamente.
Este hallazgo, publicado recientemente en Physical Review Letters, podría abrir el camino hacia una nueva generación de computadoras autosuficientes energéticamente y capaces de soportar las duras condiciones del espacio profundo.
Según explicó Luis A. Jauregui, profesor de física y astronomía en UC Irvine y autor principal del estudio, esta fase de la materia es comparable a las transiciones que puede sufrir el agua entre líquido, vapor y hielo, pero en el contexto de la física cuántica.
«Es su propio nuevo estado», afirmó. «Si pudiéramos sostenerlo en nuestras manos, emitiría una brillante luz de alta frecuencia».
Lo que distingue a este estado es la forma en que los electrones y sus correspondientes huecos —partículas virtuales con carga positiva— se emparejan espontáneamente, girando en la misma dirección y formando un tipo exótico de cuasipartícula conocida como «exciton».
La clave para alcanzar esta fase fue un material desarrollado por el investigador posdoctoral Jinyu Liu en el laboratorio de Jauregui: el hafnio pentatelururo. Esta sustancia fue expuesta a intensos campos magnéticos de hasta 70 Teslas en el Laboratorio Nacional de Los Álamos (LANL), una cifra asombrosa si se compara con el campo magnético de un imán doméstico, que apenas alcanza los 0.1 Teslas.
Al someter el material a esta condición extrema, los investigadores observaron que su capacidad para conducir electricidad caía abruptamente, lo cual indicó la transición al nuevo estado cuántico.
Este fenómeno, que cambia fundamentalmente la manera en que la electricidad se transporta en el material, podría reemplazar el flujo de corriente por el transporte de *spin*, es decir, el momento angular intrínseco de los electrones. Este concepto es esencial en la tecnología emergente de la «spintrónica», una alternativa energética a la electrónica tradicional, que busca desarrollar dispositivos más eficientes al aprovechar las propiedades cuánticas de las partículas.
Una de las características más revolucionarias de este nuevo estado es su inmunidad a la radiación. A diferencia de los materiales convencionales que componen los dispositivos electrónicos actuales, este material no se ve afectado por las partículas ionizantes que abundan en el espacio, lo que lo convierte en un candidato ideal para futuras misiones espaciales.
Jauregui señaló que esta propiedad podría cambiar las reglas del juego en la exploración interplanetaria. «Si quieres computadoras en el espacio que duren, esta es una forma de lograrlo», comentó.
La implicación práctica de este hallazgo para empresas como SpaceX, que planifican misiones tripuladas a Marte, es evidente. La exposición prolongada a la radiación en viajes espaciales representa uno de los principales retos tecnológicos.
Una computadora construida a partir de este nuevo material podría operar de manera continua y fiable en ambientes donde los componentes electrónicos tradicionales fallarían rápidamente.
El trabajo fue posible gracias a una colaboración interdisciplinaria. En UC Irvine, el material fue sintetizado y transformado en dispositivos medibles por Jinyu Liu, con la colaboración de los estudiantes graduados Robert Welser y Timothy McSorley, y el estudiante de grado Triet Ho.
El modelado teórico y la interpretación de los resultados corrieron a cargo de Shizeng Lin, Varsha Subramanyan y Avadh Saxena, todos del LANL. Los experimentos con campos magnéticos intensos fueron realizados con la ayuda de Laurel Winter y Michael T. Pettes en Los Álamos, y David Graf en el Laboratorio Nacional de Campo Magnético Alto en Florida.
Aunque el alcance completo de esta fase cuántica recién descubierta aún no está claro, sus implicaciones son amplias. Desde el desarrollo de ordenadores autoconectables que no dependen de baterías convencionales, hasta sistemas de navegación resistentes a entornos extremos, las posibilidades parecen ilimitadas.
«Aún no sabemos qué oportunidades surgirán como resultado», admitió Jauregui, dejando abierta la puerta a nuevas aplicaciones tecnológicas aún por imaginar.
Este descubrimiento refuerza el papel fundamental de la física cuántica en el diseño de la tecnología del futuro y destaca cómo la colaboración entre instituciones puede conducir a avances revolucionarios. En un mundo cada vez más dependiente de la computación y la exploración espacial, encontrar formas de superar los límites actuales de la electrónica es más que una necesidad: es una urgencia científica.
