Por primera vez, observan una anomalía gravitacional en la Tierra

Explicación de la anomalía gravitacional. / IBM Research

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. 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.  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.

Optimizar el consumo de energía

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.

La mecánica cuántica no solo nos trae de cabeza a los simples mortales, mortifica los cerebros de los más entendidos hasta el punto de que al mediático premio Nobel de física Richard Feynman se le atribuye haber dicho: “Si usted piensa que entiende la mecánica cuántica es que no la ha entendido”. Dentro de su extrañeza, una de sus particularidades más sorprendentes podría ser esta: la causación puede correr hacia atrás en el tiempo, tanto como hacia adelante. Es decir, el futuro, como sabemos, está influenciado por el pasado, pero también al contrario. La retrocausalidad es el equivalente, en partículas, de tener un dolor de estómago hoy, por culpa del mal almuerzo de mañana.

Beatriz de Vera
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