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Investigación del MIT muestra nuevo estado magnético que podría ayudar a la computación cuántica

El estado de giro cuántico podría encaminarnos hacia nuevas tecnologías, pero no por muchos años, afirma un científico.

Los científicos del MIT y de otras instituciones han demostrado un nuevo tipo de magnetismo, el tercero de su tipo que se ha encontrado, y puede marcar el camino de las comunicaciones del futuro, la informática y las tecnologías de almacenamiento de datos.

Para lograrlo, trabajaron con un diminuto cristal de un mineral extraño que le tomó a los investigadores 10 meses para fabricarlo y con el cual han demostrado un nuevo estado magnético denominado “líquido de giro cuántico” o QSL por sus siglas en inglés, según comentó el profesor de física Young Lee del Instituto Tecnológico de Massachusetts,. Lee es el autor principal de un artículo sobre sus hallazgos, publicado en la revista Nature. Los teóricos habían dicho que los QSL pueden existir, pero nunca se había demostrado antes.
“Creemos que es muy importante”, dijo Lee, agregando que él dejaba que sus compañeros sean los jueces finales. Él y sus colegas no tenían planeados avances tecnológicos del fruto de sus investigaciones, pero con el avance de su trabajo en los QSL, encontraron un fenómeno denominado, “entrelazamiento de rango amplio”, que puede dar luces para nuevos tipos de almacenamientos, para la computación o la creación de redes.
Las otras dos formas conocidas de magnetismo son ya ampliamente utilizadas. El ferromagnetismo, o el efecto que hace que las agujas de las brújulas se dirijan al norte de la tierra y que hace que los imanes se adhieren al metal, generan atracción o repulsión entre dos objetos. En este tipo de imán, el “momento magnético”, o la dirección de magnetismo, de todos los átomos en su interior es igual.

En el antiferromagnetismo, los átomos dentro de un objeto tienen momentos magnéticos opuestos y se anulan entre sí, lo que los hace alinear en patrones ordenados. Este efecto se utiliza en materiales añadidos a unidades de disco duro para que sean más fiables.
En el cristal que los investigadores del MIT han estudiado, cada partícula cambia constantemente su momento magnético. Nunca se alinean con sus vecinos o anulan mutuamente. Aunque este estado se le llama un “líquido de giro cuántico “, que es sólo una analogía. El cristal es un material sólido.
“Si los momentos magnéticos no se detienen y están en constante fluctuación con respecto al otro, entonces a eso lo llamamos un líquido”, explica Lee.
No es fácil demostrar este estado. En primer lugar, el equipo tuvo que crear un cristal puro de Herbertsmitita, un mineral que fue descubierto por el mineralogista Herbert Smith en el desierto de Atacama, Chile. Esto obligó al equipo a crear su propio método, aumentando y disminuyendo cuidadosamente la temperatura en una hornilla, para producir cristales de no más de un centímetro de largo. Para la investigación sobre el SQL, que fue logrado al usar una técnica denominada dispersión de neutrones, el cristal debía llegar a temperaturas cercanas al cero absoluto.
El efecto del tercer estado magnético, obtenido por los investigadores, podrá ayudar en el desarrollo de la computación cuántica la cual usa “qubits” basados en el estado cu{antico de una partícula atómica para representar cada bit de información, de acuerdo con Lee. Las impurezas en el material que rodean la partícula “qubit” pueden causar que cambie su estado cuántico de forma inesperada según Lee.
Este estado magnético al ser estable y de larga duración permite almacenar datos de forma confiable, transmitir la información y procesarla, sin embargo este desarrollo es muy temprano y podría traer eventos no previstos por los científicos.

–Stephen Lawson, IDG News Service (San Francisco Bureau)

Versión resumida en español de John Rodríguez

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