Un equipo de investigación de la Universidad Rutgers (Estados Unidos) publicó en Science Advances los resultados de un estudio en el que, por primera vez, se observó un nuevo estado cuántico de materia en la interfaz entre un semimetal de Weyl y un material de hielo de espín. Este hallazgo proporciona una base teórica importante para el desarrollo de nuevos materiales cuánticos.

El equipo, liderado por el profesor Jak Chakhalian del Departamento de Física y Astronomía de Rutgers, creó una heteroestructura combinando ambos materiales especiales y descubrió este nuevo estado cuántico bajo campos magnéticos intensos y temperaturas extremadamente bajas. El investigador principal, Wu Zongqi, declaró: “Observamos una fase cuántica completamente nueva en la interfaz, un fenómeno que nunca apareció al estudiar estos dos materiales por separado”.

Los resultados experimentales muestran que, en esta interfaz especial, los electrones exhiben una conductividad con simetría séxtuple rara y comienzan a fluir bidireccionalmente de forma repentina bajo campos magnéticos fuertes. Este estado, denominado “cristal líquido cuántico”, es diferente de los estados tradicionales sólido, líquido, gas o plasma. El equipo considera que este descubrimiento podría abrir caminos para desarrollar sensores cuánticos ultrasensibles y nuevos dispositivos electrónicos.

“La combinación de experimento y teoría fue clave”, añadió Wu Zongqi. “Nos tomó más de dos años comprender completamente estos fenómenos”. La mayor parte de los experimentos se realizó en el Laboratorio Nacional de Campos Magnéticos Altos de Florida, requiriendo condiciones de temperatura extremadamente baja y campos magnéticos intensos.

La plataforma de descubrimiento de fenómenos cuánticos (Q-DiP) desarrollada por el equipo proporciona soporte técnico para fabricar estas heteroestructuras especiales. El profesor Chakhalian señaló: “Esta investigación no solo descubrió un nuevo fenómeno, sino que también sentó las bases para explorar más combinaciones de materiales cuánticos”.