Hace unos años, los investigadores decidieron poner en su punto de mira un metal superconductor llamado rutenato de estroncio. Su estructura es similar a la de una misteriosa clase de superconductores de “cuprato” a base de cobre, pero se puede fabricar de una manera más prístina. Si bien el equipo no aprendió los secretos de los cupratos, el material respondió de una manera que Ali Husain, quien había perfeccionado la técnica como parte de su doctorado, no entendió.
Husain descubrió que los electrones que rebotaban perdían su energía y su impulso, lo que indicaba que estaban provocando ondas que drenaban energía en el rutenato de estroncio. Pero las ondas desafiaron sus expectativas: se movían 100 veces más rápido para ser ondas sonoras (que se propagan a través de los núcleos atómicos) y 1.000 veces más lento para ser ondas de carga que se extendían por la superficie plana del metal. También tenían muy poca energía.
«Pensé que debía ser un artefacto», dijo Husain. Entonces puso otras muestras, probó otros voltajes e incluso hizo que diferentes personas tomaran las medidas.
Ali Husain desarrolló una forma de medir con precisión las energías y las trayectorias de los electrones que rebotan; Estas observaciones revelaron modos demoníacos en el rutenato de estroncio.Fotografía: Matteo Mitrano
Las vibraciones no identificadas permanecieron. Después de hacer los cálculos, el grupo se dio cuenta de que las energías y los impulsos de las ondas encajaban estrechamente con la teoría de Pines. El grupo sabía que en el rutenato de estroncio, los electrones viajan de un átomo a otro utilizando uno de tres canales distintos. El equipo concluyó que en dos de estos canales, los electrones se sincronizaban para neutralizar el movimiento de cada uno, desempeñando el papel de los electrones «pesados» y «ligeros» en el análisis original de Pines. Habían encontrado un metal con la capacidad de albergar al demonio de Pines.
«Es estable en rutenato de estroncio», dijo Abbamonte. «Siempre está ahí».
Las ondas no coinciden perfectamente con los cálculos de Pines. Y Abbamonte y sus colegas no pueden garantizar que no estén viendo una vibración diferente y más complicada. Pero en general, dicen otros investigadores, el grupo presenta argumentos sólidos de que el demonio de Pines ha sido atrapado.
«Han hecho todas las comprobaciones de buena fe que pudieron», dijo Sankar Das Sarma, un teórico de la materia condensada de la Universidad de Maryland que ha realizado un trabajo pionero sobre las vibraciones demoníacas.
Demonios desatados
Ahora que los investigadores sospechan que el demonio existe en metales reales, algunos no pueden evitar preguntarse si los movimientos inmóviles tienen algún efecto en el mundo real. «No deberían ser raros y podrían hacer cosas», dijo Abbamonte.
Por ejemplo, las ondas sonoras que se propagan a través de redes metálicas vinculan los electrones de una manera que conduce a la superconductividad, y en 1981, un grupo de físicos sugirió que las vibraciones demoníacas podrían conjurar la superconductividad de una manera similar. El grupo de Abbamonte eligió originalmente el rutenato de estroncio por su superconductividad poco ortodoxa. Quizás el demonio podría estar involucrado.
«En este momento se desconoce si el demonio juega un papel o no», dijo Kogar, «pero es otra partícula en el juego». (Los físicos suelen considerar las ondas con determinadas propiedades como partículas).
Pero la principal novedad de la investigación reside en detectar el tan esperado efecto metálico. Para los teóricos de la materia condensada, el hallazgo es una coda satisfactoria para una historia de hace 70 años.
«Es una posdata interesante de la historia temprana del gas de electrones», dijo Coleman.
Y para Husain, que terminó su carrera en 2020 y ahora trabaja en la empresa Quantinuum, la investigación sugiere que los metales y otros materiales están llenos de vibraciones extrañas que los físicos carecen de instrumentación para comprender.
«Simplemente están ahí sentados», dijo, «esperando ser descubiertos».
historia original reimpreso con permiso de Revista Quanta, una publicación editorialmente independiente del Fundación Simons cuya misión es mejorar la comprensión pública de la ciencia cubriendo los desarrollos y tendencias de la investigación en matemáticas y ciencias físicas y biológicas.