Salto Cuántico: Se Observa una Transición de Fase Superradiante, Revolucionando la Tecnología Cuántica

Confirmación de una Predicción de Décadas

Investigadores de la Universidad Rice han logrado una hazaña innovadora, observando directamente una transición de fase superradiante (TPSR). Este fenómeno cuántico, predicho hace más de medio siglo, tiene un inmenso potencial para la computación, la comunicación y la detección cuánticas.

La TPSR involucra a dos grupos de partículas cuánticas que fluctúan colectivamente, formando un nuevo estado de la materia sin desencadenantes externos. Los hallazgos del equipo fueron publicados en Science Advances.

Superando las Barreras Teóricas

El descubrimiento se realizó en un cristal de erbio, hierro y oxígeno, enfriado a -260.9 grados Celsius y expuesto a un campo magnético de 7 teslas. Los investigadores evitaron la limitación del "teorema de no-go" creando una versión magnónica de la TPSR en el cristal magnético.

Dasom Kim, estudiante de doctorado de Rice, explicó que se dieron cuenta de la transición al acoplar las fluctuaciones de espín de los iones de hierro y erbio. Los magnones de los iones de hierro imitan las fluctuaciones del vacío, mientras que los espines de los iones de erbio representan las fluctuaciones de la materia.

Revolución de la Tecnología Cuántica

El equipo observó las firmas de la TPSR utilizando técnicas espectroscópicas avanzadas. Los investigadores están entusiasmados con las implicaciones para la tecnología cuántica.

Kim señaló que el sistema estabiliza los estados cuánticos comprimidos cerca del punto crítico cuántico de la transición, lo que mejora la precisión de la medición. Este avance podría revolucionar los sensores cuánticos y las tecnologías informáticas, mejorando su fidelidad, sensibilidad y rendimiento.

Junichiro Kono, el autor correspondiente del estudio, declaró que este avance establece un nuevo marco para comprender y explotar las interacciones cuánticas intrínsecas dentro de los materiales.