Un grupo de investigadores del MIT han descubierto un nuevo estado de materia a través un nuevo tipo de magnetismo. Denominado por los científicos como quantum spin liquid (QSL), este estado podría conducir a avances significativos en el almacenamiento de datos, nuevos tipos de sistemas de comunicaciones o el desarrollo de la computación cuántica.
Hasta ahora, generalmente cuando hablábamos de magnetismo en el ámbito de la tecnología se hablaba únicamente de dos tipos: ferromagnetismo y antiferromagnetismo. El ferromagnetismo es conocido desde hace siglos, se trata de la fuerza subyacente detrás de la aguja girando la brújula o los imanes de barra permanentes. En este tipo de magnetismo la carga de cada electrón está alineada en la misma dirección, provocando dos polos distintos. En cambio, en antiferromagnetismo, los puntos entre electrones vecinos se encuentran en dirección opuesta, lo que produce que se cancelen si tienen el mismo valor absoluto. Combinados con ferromagnetos, los materiales antiferromagnéticos se utilizan para crear válvulas de spin, los sensores magnéticos utilizados en los cabezales del disco duro.
En el caso de QSL, el material es un cristal sólido (aunque el estado magnético interno está constante). La investigación se centró en el estudio de este cristal de un mineral extraño que llevaba el nombre de herbertsmithite. Un material que los investigadores creyeron que se trataba de QSL, razón por la cual le aplicaron un haz de neutrones con el fin de analizar su estructura y determinar si era o no quantum spin liquid.
Los científicos encontraron un fenómeno en el comportamiento de QSL denominado entrelazamiento cuántico de largo distancia. Según Young Lee, investigador principal de la investigación:
En el material, las orientaciones magnéticas de los electrones fluctúan a medida que interactúan con otros electrones cercanos. Pero existe una fuerte interacción entre ellos, y debido a los efectos cuánticos, que no acaba de encajar en su lugar. Estas interacciones fuertes aparentemente permiten lo que denominamos entrelazamiento cuántico de larga distancia.
La existencia de QSL se ha teorizado desde 1987, pero hasta ahora nadie había logrado encontrar un material así. El descubrimiento de herbertsmithite supone un importante avance de cara al futuro. Los científicos explican que campos como el almacenamiento de datos (con nuevas formas de almacenamiento magnético) o nuevos sistemas de comunicaciones (a través del entrelazamiento cuántico de largo distancia) podrán ampliarse. No sólo eso, QSL podría incluso llevarnos hacia superconductores de alta temperatura.
En todo caso, se trata de algo tan nuevo para los científicos que ni ellos mismos alcanzan a teorizar sobre su efecto en el futuro:
Aún tenemos que conseguir una comprensión más completa del panorama general. No existe una teoría que describa todo lo que estamos viendo.
