El 14 de enero de 2025, físicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) realizaron un descubrimiento revolucionario al medir la geometría cuántica de los electrones en sólidos.
Aunque los investigadores han podido evaluar durante mucho tiempo las energías y velocidades de los electrones en materiales cristalinos, los aspectos geométricos de estos sistemas cuánticos habían sido teóricos o incluso inmedibles. Este nuevo trabajo, publicado en Nature Physics, está destinado a mejorar nuestra comprensión y manipulación de las propiedades cuánticas de los materiales, según Riccardo Comin, profesor asociado en el MIT y líder del estudio.
Comin afirmó: "Hemos desarrollado un plan para obtener información completamente nueva que no estaba accesible antes." Las implicaciones de esta investigación se extienden más allá de los materiales específicos estudiados, como lo señaló Mingu Kang, el autor principal y ahora becario postdoctoral en la Universidad de Cornell.
En la física cuántica, los electrones pueden ser representados como puntos en el espacio o como formas similares a ondas. El núcleo de esta investigación gira en torno a la función de onda, que puede visualizarse como una superficie en un espacio tridimensional. El estudio distingue entre funciones de onda simples, similares a una esfera, y complejas, que recuerdan a una cinta de Möbius.
La capacidad de medir la geometría cuántica de las funciones de onda es cada vez más crucial a medida que se descubren más materiales cuánticos, que ofrecen aplicaciones potenciales en computación cuántica y dispositivos electrónicos avanzados. El equipo del MIT utilizó espectroscopia de fotoemisión angular resuelta (ARPES) para abordar este desafío, basándose en su trabajo anterior que reveló las propiedades únicas de un material cuántico conocido como metal kagome.
Kang subrayó que esta nueva capacidad proviene de una estrecha colaboración entre teóricos y experimentalistas, marcando un paso significativo en la investigación cuántica.