El trabajo de los físicos de la Universidad de Ginebra UNIGE, Suiza, y el Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zurich ETH Zurich, en el que conectaban dos materiales con propiedades mecánicas cuánticas inusuales a través de una constricción cuántica, podría abrirseun camino novedoso hacia una comprensión más profunda de la física y los dispositivos electrónicos futuros. Sus resultados acaban de ser publicados en la revista ciencia .
Los investigadores trabajan con átomos atrapados en rayos láser y, por lo tanto, aislados de cualquier perturbación externa. Los láseres también se usan para enfriar los átomos a temperaturas más bajas que las que se encuentran en cualquier otro lugar del Universo entero. Estas temperaturas "ultrafrías" permiten crearmateriales limpios que poseen propiedades mecánicas cuánticas intrigantes, como una superconductividad inusual. Thierry Giamarchi, profesor de la UNIGE y responsable de la parte teórica del estudio, explica: "En un superconductor de átomos fríos, las partículas interactúan muy fuertemente, mientras quela interacción suele ser muy débil. Esto trae consigo efectos de interacción fuerte a través del enfriamiento que podrían compararse con el agua congelada: el sistema básico es el mismo, pero el resultado después del enfriamiento es muy diferente ".
El equipo experimental en Zurich, liderado por Tilman Esslinger y Jean-Philippe Brantut, ahora ha superado los desafíos para transportar eficientemente átomos ultrafríos entre dos superconductores cuánticos con fuertes interacciones a través de un único punto cuántico, el llamado contacto de punto cuántico ".Con esta nueva conexión cuántica, ahora podemos revelar nuevos efectos en estos sistemas cuánticos superconductores. Es un avance fundamental en la forma en que podemos usar la física cuántica con átomos fríos ", dice Giamarchi, de la Facultad de Ciencias de la UNIGE.
Una colaboración al servicio de la innovación
En general, es difícil producir una unión limpia entre materiales cuánticos. Gracias a la colaboración entre los equipos en Ginebra y Zurich, ahora se ha dado un paso importante hacia el desarrollo de uniones eficientes. Para sus átomos ultrafríos, los investigadores produjeron unionescon una transparencia cercana al 100%. Este avance es un paso crucial hacia la comprensión del transporte cuántico en átomos ultrafríos y permitirá estudios fundamentales de superconductores y otros materiales cuánticos. Pero la interconexión de materiales cuánticos como los superconductores también podría brindar nuevas posibilidades para un procesamiento de información más eficiente, más allá de lo que es posible con las técnicas actualmente disponibles para conectar, en computadoras y dispositivos electrónicos, elementos activos como transistores para formar circuitos electrónicos.
Ahora que se pueden producir uniones entre materiales cuánticos con fuertes interacciones, los científicos podrían eventualmente crear materiales novedosos que se puedan usar en aplicaciones cotidianas. El enfoque no convencional desarrollado en Ginebra y Zurich establece la primera base para nuevas tecnologías y abre una nuevadirección de investigación que podría conducir a la creación de redes electrónicas ultrarrápidas y robustas, un sueño que muchos físicos comparten.
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Materiales proporcionados por Universidad de Ginebra . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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