En el laboratorio, a temperaturas cercanas al cero absoluto, los electrones del cristal de CeRu₄Sn₆ se comportan como si ignoraran todas las reglas anteriores. Un grupo internacional de investigadores ha registrado allí una fase topológica semimetálica, un estado que hasta ahora se consideraba incompatible con el régimen de criticalidad cuántica.
La criticalidad cuántica surge cuando un material se encuentra en el límite de una transición de fase. En lugar de las partículas habituales, los electrones se describen mediante fluctuaciones colectivas, semejantes a un mar agitado de olas. Antes se creía que en semejante «mar» una estructura topológica estable de los estados electrónicos simplemente no podría sobrevivir.
El experimento refutó esta idea. Los científicos enfriaron la muestra de CeRu₄Sn₆ casi hasta cero y la atravesaron con una corriente. Sin ningún campo magnético externo surgió un efecto Hall anómalo: una desviación lateral de los portadores de carga. Este efecto constituye una prueba directa de la naturaleza topológica del estado.
El físico Qimiao Si, de la Universidad Rice, señaló que las fuertes fluctuaciones cuánticas no destruyen la topología, sino que, al contrario, ayudan a que se forme y se afiance. La máxima respuesta topológica se observó precisamente allí donde la inestabilidad de los electrones era mayor.
El descubrimiento abre el camino hacia nuevos materiales que combinan la sensibilidad a las influencias externas con la estabilidad de las propiedades cuánticas. Tales compuestos podrían resultar útiles en computadoras cuánticas, sensores de precisión y electrónica de bajo consumo energético.
Los investigadores comprueban ahora si una fase semejante aparece en otros compuestos.
