Extraño objeto cuántico creado con éxito en laboratorio por primera vez

La mecánica cuántica (cómo se comporta el universo en las escalas más pequeñas) continúa sorprendiéndonos y los científicos ahora han podido crear con éxito objetos cuánticos llamados paredes de dominio en un entorno de laboratorio.

Estas paredes ahora se pueden generar bajo demanda en el laboratorio, por primera vez, cuando los átomos se almacenan a temperaturas muy frías -una condición conocida como condensación de Bose-Einstein- se unen en un dominio bajo ciertas condiciones. . Los muros son los puntos de conexión entre estos dominios.

Los investigadores que crearon estos muros de dominio dicen que, en última instancia, podrían arrojar nueva luz sobre muchas áreas diferentes de la mecánica cuántica, incluida la electrónica cuántica, la memoria cuántica y el comportamiento de partículas cuánticas exóticas.

"Es un poco como una duna en el desierto: está hecha de arena, pero el comportamiento de la duna es diferente del comportamiento de los granos de arena individuales", dijo Kaixuan Yao, físico de la Universidad de Chicago.

Los muros de dominio se han estudiado antes, pero sólo ahora se han podido crear a voluntad en el laboratorio, lo que permite a los científicos analizarlos de nuevas maneras. Resulta que actúan como objetos cuánticos independientes, pero no necesariamente de la forma que esperaban los científicos.

Este comportamiento inesperado significa que las paredes de dominio se unen a una clase de objetos llamados fenómenos de emergencia, en los que las partículas unidas parecen obedecer un conjunto diferente de leyes físicas que las partículas que operan de forma independiente.

Una observación inusual realizada por el equipo, que requerirá más estudios para desentrañarse, es la forma en que las paredes del dominio responden a los campos eléctricos. Por ahora, poder fabricar y operar estos muros es un gran paso adelante.

"Tenemos una amplia experiencia en el control de átomos", afirma Cheng Chin, físico de la Universidad de Chicago. "Sabemos que si empujas los átomos hacia la derecha, se mueven hacia la derecha. Pero aquí, si empujas la pared del dominio hacia la derecha, se mueve hacia la izquierda.

El descubrimiento Parte del." La razón por la que es importante es que puede decirnos más sobre cómo se comportaban los átomos al comienzo de la existencia del universo: las partículas que una vez se agruparon eventualmente se expandieron para formar estrellas y planetas, y los científicos quieren saber exactamente cómo sucedió eso.

Este descubrimiento de la pared de dominio pertenece a la llamada teoría de calibre dinámico, un método para probar y calcular la dinámica de los fenómenos cuánticos en el laboratorio. Los hallazgos podrían explicar cómo funcionan los fenómenos emergentes en todo, desde los materiales hasta el universo primitivo.

Además de mirar hacia atrás, los investigadores también miran hacia adelante. Una vez que aprendamos más sobre cómo se controlan los muros de dominio, podríamos abrir oportunidades para nuevas tecnologías cuánticas.

"Este fenómeno puede tener aplicaciones en la fabricación de materiales cuánticos programables o procesadores de información cuántica", dijo Chin.

"Podría usarse para crear una forma más poderosa de almacenar información cuántica o habilitar nuevas funciones en los materiales. Pero antes de descubrir eso, el primer paso es entender cómo controlarlos".