El 8 de enero de 2025, investigadores de la Universidad de Brown revelaron un descubrimiento revolucionario en la física cuántica: los excitones fraccionarios, una nueva clase de partículas cuánticas que desafían las categorizaciones existentes. Este hallazgo, detallado en la revista Nature, podría allanar el camino para avances en tecnología y computación cuántica.
Los excitones fraccionarios se forman cuando un electrón se une a un 'hueco'—la ausencia de un electrón—bajo condiciones extremas, específicamente en el contexto del efecto Hall cuántico fraccionario. Este fenómeno ocurre a temperaturas ultra-bajas y bajo intensos campos magnéticos, llevando a comportamientos únicos que no se ajustan a las clasificaciones tradicionales de bosones o fermiones.
Jia Li, profesor asociado de física en Brown, explicó: "Estos excitones exhiben propiedades que sugieren que existen en un ámbito distinto a las partículas conocidas, insinuando nuevas fases de la materia cuántica." Los investigadores utilizaron un sofisticado montaje que involucraba dos capas de grafeno separadas por una capa aislante de nitrógeno hexagonal para controlar el movimiento de las cargas eléctricas y generar estos excitones fraccionarios.
La importancia de este descubrimiento radica en sus aplicaciones potenciales. Las características únicas de los excitones fraccionarios podrían revolucionar la forma en que se almacena y manipula la información a nivel cuántico, conduciendo al desarrollo de computadoras cuánticas más rápidas y confiables. Como señaló Li, "Estamos apenas comenzando a arañar la superficie de lo que estas partículas pueden revelar sobre la mecánica cuántica."
El equipo planea investigar más a fondo las interacciones de los excitones fraccionarios y explorar su controlabilidad, con el objetivo de profundizar nuestra comprensión de los fenómenos cuánticos y sus aplicaciones prácticas. Este trabajo no solo enriquece el marco teórico de la física de partículas, sino que también abre nuevas avenidas para la innovación tecnológica en la computación cuántica.