MURCIA, 24 de junio.

Un grupo de científicos de la Universidad de Murcia (UMU) ha dado un paso significativo en el estudio de la materia cuántica al lograr observar en un entorno controlado una de sus fases más intrigantes. Esta información fue divulgada a través de un comunicado emitido por la propia universidad.

Generalmente, en el ámbito científico se reconocen tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso. Sin embargo, el universo esconde múltiples estados que sólo son accesibles para quienes se aventuran en los misterios de la física cuántica. Entre estos estados menos conocidos figura la fase de Haldane, que ha permanecido fuera del alcance de la observación directa hasta ahora.

La investigación, que ha sido aceptada en la renombrada revista 'Physical Review X Quantum', representa la primera vez que se ha logrado visualizar la fase de Haldane en un laboratorio de forma controlada, lo que tiene implicaciones prometedoras en áreas como la computación cuántica y el desarrollo de nuevos materiales que podrían revolucionar el futuro.

Los investigadores Javier Prior y Ana Teresa Gea, miembros del grupo Quantum Technologies de la UMU, junto con colegas de las universidades de Stuttgart en Alemania y Paris-Saclay en Francia, han diseñado un experimento innovador que facilita la observación de este extraño estado de la materia en condiciones controladas.

La investigadora Gea subrayó que estas fases cuánticas no pueden ser detectadas mediante los instrumentos clásicos, dado que su organización interna es excepcional. “El orden se encuentra en cómo se organizan globalmente las partículas, y no simplemente en su ubicación”, destacó.

Para llevar a cabo este experimento, el equipo emplea átomos de Rydberg, que poseen electrones en elevados niveles de energía, lo que les permite interactuar de manera precisa. Al organizar estos átomos en cadenas, se logra crear un entorno de laboratorio que simula el comportamiento de sistemas cuánticos donde se puede manifestar la fase de Haldane.

Uno de los aspectos más interesantes de esta fase es que, a pesar de que el sistema general pueda parecer desordenado, en sus extremos surgen partículas con propiedades diferenciadas, un fenómeno conocido como fraccionamiento de espín. Este comportamiento es prometedor, ya que podría utilizarse para la producción de qubits, esenciales para la computación cuántica, que sean significativamente más estables.

“La fase de Haldane es un claro ejemplo de un orden oculto”, afirmó Gea. “Aunque el sistema a simple vista parece caótico, en los extremos de la cadena cuántica se manifiestan partículas con características únicas”.

Más allá de su relevancia teórica, estos descubrimientos también podrían propiciar el avance en la creación de materiales topológicos, así como en el desarrollo de superconductores y dispositivos de comunicación óptica que sean más eficientes y robustos.

Este trabajo de investigación abre nuevos caminos para explorar las fases cuánticas protegidas por simetrías, lo cual es crucial para el avance de las tecnologías cuánticas de última generación.