Por primera vez, observan una anomalía gravitacional en la Tierra

Un efecto fundamental de anomalía cuántica ha podido ser visto en un laboratorio por primera vez, algo que anteriormente se pensaba sólo era observable en el universo profundo.

Los investigadores utilizaron en el experimento cristales de fosfuro de niobio | Fuente: Nature

(Agencia N+1/ Beatriz de Vera). En un nuevo tipo de materiales exóticos, los llamados semimetales Weyl, similares al grafeno 3-D, los electrones se comportan de la misma manera que las partículas elementales estudiadas en aceleradores de alta energía. Estas partículas tienen la extraña propiedad de que no pueden estar en reposo, se mueven con una velocidad constante en todo momento. Esta condición, un efecto fundamental de anomalía cuántica, se pensaba, hasta ahora, que solo era observable en el universo profundo.

Pero para sorpresa del equipo de físicos, científicos de materiales y teóricos de cuerdas involucrados en el hallazgo, dicho efecto también existe en la Tierra en las propiedades de la física del estado sólido, en las que se basa gran parte de la industria de la computación, y que abarca desde pequeños transistores a los centros de datos de la nube.

Hallazgo. Según los investigadores, del Instituto Leibniz de Materiales (IFW) y del Instituto Max-Planck de Física Química de Sólidos (ambos en Alemania) el efecto de esta anomalía gravitacional permite aprovecharla para trabajar en fenómenos cotidianos, tales como la creación de la corriente eléctrica. La investigación ha sido publicada en Nature.

Los autores confirmaron con cálculos detallados que se había observado un efecto cuántico conocido como anomalía axial-gravitacional, que rompe una de las leyes clásicas de conservación, como la carga, la energía y el momento lineal. Esta ruptura había sido previamente propuesta a partir de razonamientos puramente teóricos con métodos basados en la teoría de cuerdas.

Consumo de energía. Sin embargo, se pensaba que solo se producía a altas temperaturas, de billones de grados, en un estado exótico de la materia llamado plasma de quarks y gluones, existente solo en las primeras etapas del universo, en las profundidades del cosmos o en experimentos de colisión de iones pesados usando aceleradores de partículas. Este material también tiene otra propiedad llamada espin. Algo como un imán minúsculo unido a las partículas y que se dividen en dos clases. El giro puede apuntar en la dirección del movimiento o en la dirección opuesta.

Nuevos cálculos, utilizando en parte los métodos de la teoría de cuerdas, mostraron que esta otra anomalía gravitacional es responsable de producir una corriente si el material se calienta al mismo tiempo que se aplica un campo magnético. Los científicos de IBM predicen que este descubrimiento abrirá una serie de nuevos desarrollos alrededor de sensores, interruptores y enfriadores termoeléctricos o dispositivos de recolección de energía, para un mejor consumo de energía.

Explicación de la anomalía gravitacional. | Fuente: IBM Research
Karl Landsteiner, un físico teórico en el Instituto de Fisica Teorica UAM/CSIC | Fuente: IBM Research
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