El experimento del ICFO, liderado por Dmitri Efetov, ha logrado unos resultados que han sorprendido a los propios científicos, que han encontrado, de forma inesperada, «un zoológico de diferentes estados de la materia variando el voltaje del dispositivo», es decir, variando la densidad de carga.
Según Xiaobo Lu, primer autor del estudio, los científicos del ICFO han descubierto «estados superconductores, aislantes, estados correlacionados, magnéticos y topológicos, algo nunca visto antes».
Según los responsables del ICFO, los resultados del estudio están causando mucho interés a nivel científico porque significa poder usar un sistema mucho más sencillo que los cupratos (materiales cerámicos) para poder estudiar e intentar establecer la teoría que pueda explicar toda esta nueva física que ha surgido, en especial el tema de la superconductividad.
El estudio, según los especialistas, abre un camino hacia una nueva física más rica que, hasta el momento, ninguna teoría puede explicar, pero que parece ser el origen de estos fenómenos encontrados en el grafeno.
El año pasado, los científicos descubrieron que simplemente girando dos capas de grafeno, una encima de la otra, podía comportarse como un superconductor en el que las corrientes eléctricas fluyen sin resistencia.
Vieron que en esta nueva fase de la materia aparecía solo cuando las dos capas de grafeno rotaban entre sí a un ángulo llamado ‘ángulo mágico’, y siempre estaba acompañado de enigmáticas fases aislantes correlacionadas, similar a lo que se observa en los misteriosos superconductores de cuprato de alta temperatura.
Cuando los investigadores del ICFO en Barcelona intentaban mejorar este experimento, se han topado con «algo aún más grande y totalmente inesperado», que en el futuro podría ser trascendente para hacer más eficiente la transmisión de energía, construir trenes sin fricción o incluso ordenadores cuánticos, entre otras posibilidades.
Cuando se descubrió hace más de 100 años, la superconductividad solo era plausible en materiales enfriados a temperaturas cercanas al cero absoluto y más tarde, a fines de los años 80, los científicos descubrieron superconductores de alta temperatura utilizando materiales cerámicos llamados cupratos, y ahora el grafeno abre nuevas posibilidades impensables hace unos años, según los científicos.
En este experimento, el ICFO también ha podido aumentar la temperatura de transición superconductora a más de 3 kelvin, alcanzando valores récord el doble de altos que en los estudios previamente publicados para dispositivos de grafeno con ángulo mágico.
«Nunca esperamos ver tantos estados diferentes simplemente ajustando la puerta electrónica. Ha sido totalmente inesperado. Por primera vez, podemos profundizar en el mundo microscópico y manipular los sistemas para ver qué sucede para comenzar a comprender y encontrar modelos que puedan explicarlo», ha resumido Efetov.
El descubrimiento de estas nuevas propiedades del grafeno ha sido obra de un equipo del ICFO formado por Xiaobo Lu, Petr Stepanov, Mohammed Ali Aamir, Ipsita Das, dirigidos Dmitri Efetov, y con el apoyo del laboratorio de investigación, también en el ICFO, de Adrian Bachtold.
Además, han contado con la colaboración de un grupo interdisciplinario de UT Austin, de la Academia de Ciencias de China y el Instituto Nacional de Ciencia de Materiales de Japón.
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