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Primera evidencia directa de “simetría de espín” en átomos

Por   /  30 Septiembre, 2014  /  No hay Comentarios

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Ilustración de la simetría en los espines nucleares de átomos de estroncio. (Imagen: Grupos de Ye y Rey, así como Steve Burrows / JILA)

Ilustración de la simetría en los espines nucleares de átomos de estroncio. (Imagen: Grupos de Ye y Rey, así como Steve Burrows / JILA)

Confirmando una exótica teoría de la física cuántica, un equipo de físicos liderados por Ana María Rey y Jun Ye, del JILA (un instituto conjunto del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, y la Universidad de Colorado en Boulder), en Estados Unidos, ha observado la primera evidencia directa de simetría en las propiedades magnéticas (o “espines” nucleares) de los átomos. El hallazgo podría conducir a beneficios prácticos tales como la capacidad de entender mejor materiales exóticos que presentan fenómenos como la superconductividad (corriente eléctrica que fluye sin resistencia) y el del cambio drástico en el flujo eléctrico en presencia de un campo magnético.

El hallazgo fue posible gracias al láser ultraestable usado para medir propiedades del reloj atómico más preciso y estable del mundo.

La existencia de esta “simetría de espín” en átomos tendrá repercusiones notables en la ciencia de los materiales, ya que puede dar lugar a comportamientos inesperados en la materia en el ámbito de la mecánica cuántica.

Gracias a la precisión de ese reloj atómico, ha sido posible examinar el fenómeno.

Muchos de los intentos hechos por físicos de todas partes del mundo de documentar la simetría cuántica se han basado en analizar si ciertas propiedades fundamentales siguen siendo las mismas a pesar de que las partículas rastreadas hayan sido sometidas a ciertos fenómenos. Por ejemplo, la materia y la antimateria demuestran una simetría fundamental: La antimateria se comporta en muchos aspectos como la materia normal, a pesar de que las cargas de los positrones (antielectrones) de la primera están invertidas con respecto a los electrones de la segunda. En cierto sentido, materia y antimateria son como una imagen y su reflejo en un espejo.

Para detectar la simetría de espín, los investigadores del JILA utilizaron un reloj atómico que incorpora entre 600 y 3.000 átomos de estroncio atrapados por luz láser. Los átomos de estroncio tienen 10 posibles configuraciones de espín nuclear, que influyen en el comportamiento magnético.

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