En el laboratorio de la Universidad de Chicago, los científicos descubrieron un comportamiento inesperado de los electrones en el material magnético laminar Fe₅GeTe₂: millones de partículas se mueven juntas de forma extremadamente lenta, pero al mismo tiempo conservan la coherencia cuántica. Este fenómeno contradice los modelos teóricos existentes y abre el camino a nuevos tipos de dispositivos de memoria.
El material Fe₅GeTe₂ pertenece a la familia de los imanes de van der Waals, que pueden obtenerse en forma de capas atómicamente finas. Los investigadores, dirigidos por el profesor Shuolong Yang, utilizaron el método de espectroscopía fotoelectrónica con resolución angular. Irradiaron la muestra con un láser ultravioleta en una zona de apenas 10 micrómetros y observaron una banda electrónica plana, señal de que los electrones casi no se aceleran al desplazarse a través del material.
En condiciones normales, los electrones de un conductor se comportan como el agua que cae velozmente por una pendiente pronunciada. Aquí, en cambio, la pendiente es casi horizontal: las partículas se desplazan miles de veces más despacio, pero actúan de forma coordinada, como un único conjunto cuántico. «No medimos un solo electrón, sino la interacción de miles o millones, y todos ellos se mueven de forma coherente», explica Yang.
Este comportamiento se mantiene hasta una temperatura de 100 kelvin por encima del cero absoluto, un valor relativamente alto para los efectos cuánticos. Esto hace que el material sea prometedor para aplicaciones prácticas, aunque aún queda lejos de la temperatura ambiente. Los científicos ya están comprobando la posibilidad de conmutar estados mediante un láser, lo que podría convertirse en la base de una memoria no volátil de nueva generación.
El descubrimiento obliga a revisar las ideas sobre las interacciones magnéticas dentro del Fe₅GeTe₂. Los teóricos ahora deben describir de nuevo cómo está estructurado el orden magnético de esta sustancia. Al mismo tiempo, los experimentalistas planean comprobar las propiedades en una capa monoatómica, pues precisamente en esa forma el material podría encontrar aplicación en futuros dispositivos cuánticos.
El trabajo está dedicado a la memoria del destacado teórico Peter Littlewood, que hizo una gran contribución a la investigación de los materiales cuánticos. Sus resultados se han publicado en Science Advances y ya han despertado el interés de los especialistas en imanes bidimensionales.
