Como dice el refrán, nada dura para siempre. Las leyes de la física lo confirman: en nuestro planeta, todos los procesos aumentan la entropía, por lo tanto, el desorden molecular. Por ejemplo, un vidrio roto nunca se volvería a armar.
Los físicos teóricos de la Universidad Técnica de Múnich TUM y el Instituto Max Planck de Física de Sistemas Complejos han descubierto que las cosas que parecen inconcebibles en el mundo cotidiano son posibles a nivel microscópico.
"Hasta ahora, se suponía que las cuasipartículas en los sistemas cuánticos en interacción decaen después de un cierto tiempo. Ahora sabemos que sucede lo contrario: las interacciones fuertes incluso pueden detener la descomposición por completo", explica Frank Pollmann, profesor de Estado Sólido TeóricoFísica en el TUM. Las vibraciones reticulares colectivas en cristales, los llamados fonones, son un ejemplo de tales cuasipartículas.
El concepto de cuasipartículas fue acuñado por el físico y ganador del premio Nobel Lev Davidovich Landau. Lo usó para describir estados colectivos de muchas partículas o más bien sus interacciones debido a fuerzas eléctricas o magnéticas. Debido a esta interacción, varias partículas actúan comouno solo.
Los métodos numéricos abren nuevas perspectivas
Hasta ahora, no se sabía en detalle qué procesos influyen en el destino de estas cuasipartículas en los sistemas que interactúan ", dice Pollmann." Es solo ahora que poseemos métodos numéricos con los que podemos calcular interacciones complejas, así como computadorascon un rendimiento lo suficientemente alto como para resolver estas ecuaciones "
"El resultado de la simulación elaborada: es cierto que las cuasipartículas se descomponen, sin embargo, de los escombros emergen entidades de partículas idénticas", dice el autor principal, Ruben Verresen. "Si esta descomposición se produce muy rápidamente, se producirá una reacción inversa después decierto tiempo y los escombros volverán a converger. Este proceso puede repetirse sin cesar y emerge una oscilación sostenida entre decadencia y renacimiento ".
Desde un punto de vista físico, esta oscilación es una onda que se transforma en materia, que, de acuerdo con la dualidad de onda-partícula mecánica cuántica, es posible. Por lo tanto, las cuasipartículas inmortales no transgreden la segunda ley de la termodinámica. Su entropíapermanece constante, la descomposición se ha detenido.
La verificación de la realidad
El descubrimiento también explica fenómenos que hasta ahora eran desconcertantes. Físicos experimentales habían medido que el compuesto magnético Ba 3 CoSB 2 O 9 es asombrosamente estable. Las cuasipartículas magnéticas, los magnones, son responsables de ello. Otras cuasipartículas, rotones, aseguran que el helio, que es un gas en la superficie de la Tierra, se convierta en un líquido en cero absoluto que puede fluir sin restricciones.
"Nuestro trabajo es una investigación puramente básica", enfatiza Pollmann. Sin embargo, es perfectamente posible que algún día los resultados permitan aplicaciones, por ejemplo, la construcción de memorias de datos duraderas para futuras computadoras cuánticas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Técnica de Munich TUM . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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