La ciencia acaba de abrir una puerta a un lugar que antes se consideraba inexistente: un territorio intermedio donde la materia no es totalmente plana ni totalmente sólida. De acuerdo con el estudio, este nuevo estado, bautizado como “transdimensional”, ha sido observado por primera vez en una estructura de grafeno de nueve capas, desafiando lo que hasta ahora dictaba la física tradicional.
¿Qué es el estado “transdimensional”?
“El efecto Hall anómalo (EHA), que se produce en materiales con simetría de inversión temporal rota, ejemplifica la interacción entre el orden magnético y los movimientos orbitales de los electrones”, señala la investigación publicada en Nature.
Para comprenderlo, se debe imaginar que el mundo se divide en dos: las superficies planas (como una hoja de papel) y los objetos con volumen (como un cubo). Hasta ahora, se conocía que el grafeno se comportaba de forma excepcional cuando era una sola capa de átomos, pero al apilar muchas capas, se convertía en grafito común.
Sin embargo, los investigadores descubrieron que al alcanzar un grosor muy específico de entre 3 y 15 capas (el equivalente a unos pocos nanómetros), el material deja de elegir entre ser plano o sólido.
En este punto exacto, los electrones —las partículas que transportan la electricidad— empiezan a moverse como olas coordinadas que viajan tanto a lo largo de las capas como atravesándolas todas al mismo tiempo. Es, literalmente, un material que opera entre dimensiones.
La magia de las nueve capas
El secreto de este fenómeno reside en la precisión. Los científicos observaron que este comportamiento solo aparece cuando el grafeno tiene un grosor de entre 2 y 5 nanómetros, lo que es unas 50.000 veces más delgado que un cabello humano.
En este “punto dulce”, ocurre algo que la ciencia no esperaba: se rompen de forma natural ciertas leyes de simetría.
“Este estado surge de una peculiar fase metálica que rompe espontáneamente las simetrías de inversión temporal, especular y rotacional impulsadas por interacciones electrón-electrón”, detallan los investigadores.
Normalmente, las reglas de la física funcionan igual si se mira un proceso en un espejo o si se ve hacia atrás, pero en este estado transdimensional, los electrones deciden ignorar esas reglas por sí solos, impulsados únicamente por la forma en que interactúan entre ellos.
¿Por qué este descubrimiento cambia el futuro?
“En conjunto, estos resultados identifican un régimen ‘transdimensional’ inexplorado entre 2D y 3D, en el que el espesor de la muestra es mucho mayor que el espaciado atómico, pero sigue siendo comparable alz , para la emergencia de este nuevo estado de la materia: el efecto Hall anómalo transdimensional (AHE)”, señalan en Nature, (EHA= efecto Hall anómalo).
Este hallazgo no queda en curiosidad de laboratorio; pues se trata de un paradigma inexplorado que abre las puertas a una tecnología totalmente nueva.
Al demostrar que existen estados de la materia en espacios que creíamos imposibles, se sientan las bases para crear:
- Ordenadores cuánticos mucho más potentes y estables.
- Dispositivos electrónicos con capacidades que hoy no se imaginaban.
- Nuevas formas de almacenamiento de datos basadas en esa “memoria” magnética del material.
Este sería el primer vistazo a una frontera física que siempre estuvo ahí, pero que apenas ahora se ha podido aprender a alcanzar.
“Nuestros hallazgos apuntan a una clase distinta de AHE, abriendo un modelo inexplorado para la física correlacionada y topológica en paisajes transdimensionales”, concluyen los científicos.