¡ASOMBROSO! Físicos acaban de presenciar la formación de cuasi-partículas por primera vez en la historia.

Por primera vez, los científicos han observado la formación de cuasi-partículas - un extraño fenómeno observado en ciertos sólidos - en tiempo real, algo que los físicos han estado luchando por hacer por décadas.

Fuente: Internet

No es sólo un gran problema para el mundo de la física - es un logro que podría cambiar la forma en que construimos la electrónica ultra-rápida, y podría conducir al desarrollo de los procesadores cuánticos.

Pero,  ¿qué es una cuasipartícula? En lugar de ser una partícula física, es un concepto que se utiliza para describir algunos de los fenómenos extraños que suceden en configuraciones muy decorativas - específicamente, los sistemas cuánticos de muchos cuerpos , o materiales de estado sólido .

 Un ejemplo es un electrón que se mueve a través de un sólido. Como el electrón viaja, genera polarización en su entorno debido a su carga eléctrica. Esta nube de 'polarización' sigue al electrón a través del material, y juntos se pueden describir como una cuasipartícula.

"Se puede imaginar como un esquiador en un día polvoroso", explicó uno de los investigadores, Rudolf Grimm , de la Universidad de Innsbruck en Austria.  "El esquiador está rodeado por una nube de cristales de nieve. Juntos forman un sistema que tiene diferentes propiedades que el esquiador sin la nube".

Las cuasi-partículas y su formación se han descrito ampliamente en modelos teóricos, pero en realidad la medición y observación de ellos en tiempo real ha sido un verdadero reto. Eso es porque no sólo es el fenómeno cuasipartícula pasando a una pequeña escala - es también increíble de corta duración.

"Estos procesos duran sólo attosegundos, lo que hace una observación resuelta en el tiempo de su formación extremadamente difícil", dijo Grimm.

Para poner esto en perspectiva, 1 attosegundos es un trillonésima de segundo. Lo que significa es que 1 attosegundos es a 1 segundo que 1 segundo es aproximadamente 31710 millones años - así que, sí, eso es bastante rápido.

 Pero el equipo logró conseguir una manera de retrasar el proceso un poco.

Dentro de una cámara de vacío,  utilizaron técnicas de captura láser para crear un gas cuántico ultrafrío compuesto de átomos de litio y una pequeña muestra de átomos de potasio en el centro.

A continuación, utilizaron un campo magnético para ajustar las interacciones de las partículas, creando un tipo de cuasipartícula conocida como Fermi polaron  - que es básicamente átomos de potasio incrustados en una nube de litio.

La formación de esas cuasi-partículas habría tomado el orden de 100 attosegundos en un sistema normal, pero gracias a los gases cuánticos ultrafríos, el equipo fue capaz de reducir la velocidad, y ser testigo de que esto ocurriera por primera vez en la historia.

"Hemos simulado los mismos procesos físicos a densidades mucho más bajas", dijo Grimm .  "En este caso, el tiempo de formación de polarones es de unos pocos microsegundos."

El objetivo ahora es encontrar la manera no sólo para observar estas cuasi-partículas, pero si en realidad medirlos, de modo que podamos encontrar una manera de utilizarlos para el desarrollo de sistemas de procesamiento cuánticos que nos traerá la electrónica súper rápidas del futuro.

"Hemos desarrollado un nuevo método para observar el" nacimiento "de un polaron prácticamente en tiempo real", dijo Grimm. "Esto puede llegar a ser un enfoque muy interesante para comprender mejor las propiedades físicas cuánticas de los dispositivos electrónicos ultrarrápidos."

La investigación se ha publicado en Science.