Científicos descubren un nuevo orden topológico en los cuasicristales

En abril de 1982, el profesor Dan Shechtman del Instituto Tecnológico Technion-Israel descubrió los cuasicristales, lo que le valió el Premio Nobel de Química en 2011. A diferencia de los cristales normales con simetría periódica, los cuasicristales exhiben estructuras ordenadas pero no periódicas.Ahora, investigadores del Technion, la Universidad de Stuttgart y la Universidad de Duisburg-Essen han revelado un nuevo tipo de orden topológico dentro de estos cuasicristales, que existe en un espacio de cuatro dimensiones. Este descubrimiento demuestra que las mediciones de alta dimensión juegan un papel crucial en la comprensión de la física de los cuasicristales.Los hallazgos del equipo, publicados en Science (2025), revelan que los cristales de alta dimensión no solo dictan las propiedades mecánicas de los cuasicristales, sino que también determinan sus características topológicas únicas. El profesor Harald Giessen de la Universidad de Stuttgart explica que la idea es crear pequeños agujeros de tamaño nanométrico en forma pentagonal.Utilizando técnicas de microscopía avanzadas, incluida la imagen vectorial 2PPE-PEEM, los científicos observaron modos cuasicristalinos plasmónicos con un régimen pentagonal Q = -2. Estos modos exhiben características distintas que reaparecen en diferentes ubicaciones con el tiempo, formando remolinos similares a los de un jalá trenzado.Este nuevo orden topológico, caracterizado por "skyrmiones" (remolinos que actúan como partículas), permanece constante debido a la simetría de los plasmones. El profesor Guy Bartal y el Dr. Shai Tsesses del Technion planean aplicar estos hallazgos a otros sistemas físicos, lo que podría revolucionar el almacenamiento, la codificación y el procesamiento de información.El descubrimiento destaca que los cuasicristales poseen propiedades simétricas vinculadas a mediciones de alta dimensión. Además, los investigadores han identificado otro fenómeno intrigante: dos patrones topológicos distintos en las ondas superficiales aparecen idénticos cuando se miden durante un intervalo de tiempo definido, lo que revela una competencia entre las propiedades topológicas y termodinámicas dentro de los cristales.El trabajo del equipo abre caminos para nuevos métodos de medición de las propiedades termodinámicas de los cuasicristales y para la comprensión de la interacción entre el orden topológico y los estados energéticos. El potencial de utilizar las propiedades topológicas únicas de los cuasicristales de alta dimensión en futuras tecnologías es enorme y promete avances en la representación y manipulación de datos.