30/Ago/07

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Nueva partícula explica extraña conducta de superconductores

Esta partícula es de la familia de los bosones y surge debido a las fuertes interacciones de repulsión entre los electrones.

Las nuevas partículas fundamentales no sólo se descubren dentro de las instalaciones del Fermilab y en otros aceleradores de partículas. También pueden encontrarse ocultas en simples trozos de cerámica según informan unos científicos de la Universidad de Illinois.

La partícula recién descrita en esta ocasión es de la familia de los bosones. Surge debido a las fuertes interacciones de repulsión entre los electrones. Su descubrimiento proporciona otra pieza del enigmático rompecabezas de la superconductividad a altas temperaturas.

Hace veintiún años, se descubrió la superconductividad a altas temperaturas en las cerámicas de óxido de cobre (los cupratos). Las explicaciones existentes sobre la superconductividad han demostrado ser inadecuadas porque, a diferencia de los superconductores de bajas temperaturas, que son metálicos, los materiales que dan origen a todos los superconductores de altas temperaturas son aislantes.

Una nueva teoría sugiere ahora que algo había sido pasado por alto. Según el estudio, oculta en los materiales de óxido de cobre, existe una nueva partícula, un bosón.

Sorprendentemente, este nuevo bosón no se forma a partir de electrones e iones. En vez de eso, esta partícula surge como un remanente de las fuertes interacciones entre los electrones en su estado normal.

Las escalas de las altas y las bajas energías están indisolublemente acopladas en los cupratos. Normalmente, cuando se quita un solo electrón de la mayoría de los sistemas, se crea un estado vacío. En los cupratos, sin embargo, cuando se quita un electrón se crean dos estados vacíos; los dos ocurren en la escala de baja energía, pero, paradójicamente, uno de los estados proviene de la escala de altas energías.

La evidencia experimental de este fenómeno de "uno a dos" fue comunicada por primera vez en 1990, y su explicación fenomenológica la aportó el físico George A. Sawatzky (entonces en la Universidad de Groningen y actualmente en la Universidad de la Columbia Británica) y sus colegas. Lo que faltaba era una teoría que explicara cómo un estado de altas energías puede existir en las bajas energías.

Philip Phillips, Robert G. Leigh y Ting-Pong Choy han desarrollado esa teoría y han demostrado que un bosón cargado y de características específicas, hace posible todo esto.

Fuente: www.amazings.com. Aportado por Francisco Costantini