(NC&T) Este descubrimiento podría llevar a nuevos tipos de dispositivos electrónicos.
Los electrones, o las partículas de la electricidad, circulan a través del espacio como pequeñas pelotas de béisbol. Sin embargo, cuando un electrón se acelera en la estructura periódica de átomos de un cristal, se comporta de forma muy diferente. Las ecuaciones fundamentales que describen su movimiento en un cristal son muy distintas de las de una pelota de béisbol que vuela libremente. Por ejemplo, en el bismuto las ecuaciones fundamentales del movimiento de los electrones se parecen a las que describen la conducta de la luz. Aunque los electrones circulan en el cristal a una velocidad más lenta que la de la luz, se comportan como si no tuvieran masa, igual que los fotones, que son las unidades más diminutas de la luz.
En un solo cristal de bismuto, a menudo los electrones se confinan en tres "valles", de un "paisaje" abstracto complejo que los científicos utilizan para representar la energía de un electrón en la estructura cristalina. A través de un estudio cuidadoso, los investigadores observaron una transformación desde un estado en el cual los electrones prefieren ocupar sólo un valle, a un estado en el que los electrones comparten su tiempo entre todos los valles, en un baile coreografiado por las reglas fundamentales de la mecánica cuántica.
Con este trabajo, la teoría de la electrodinámica hace ahora pensar en un paisaje muy rico de estados electrónicos de los semiconductores, y los científicos de la Universidad de Princeton están continuando su aventura en esta línea de investigación. Algún día, estos estados electrónicos de la materia recientemente descubiertos podrían hacer realidad nuevos y poderosos dispositivos electrónicos que aprovechen los principios de la mecánica cuántica para la computación y las comunicaciones.
Este aparato se utiliza para medir las propiedades magnéticas del bismuto en campos magnéticos intensos. (Foto: N. Phuan Ong, Princeton University)
