Los físicos han descubierto un orden magnético sutil dentro de la fase de pseudogap de materiales cuánticos, lo que podría explicar el camino hacia la superconducción. Usando un simulador cuántico ultravio, los investigadores observaron patrones magnéticos persistentes que se alinean con la temperatura de formación del pseudogap. Este hallazgo podría impulsar el desarrollo de superconductor de alta temperatura para tecnologías eficientes en energía.
La superconducción, el fenómeno en el que los materiales conducen la electricidad sin resistencia, promete revolucionar la transmisión de energía y la computación cuántica. Sin embargo, en los superconductores de alta temperatura, la transición a este estado a menudo implica una fase intermedia misteriosa llamada pseudogap, donde los electrones exhiben un comportamiento inusual y una conductividad reducida. Un nuevo estudio desafía las ideas largamente sostenidas sobre este pseudogap. Los investigadores encontraron que incluso después de dopar —eliminar electrones para alterar el material— que interrumpe el orden magnético aparente, un patrón magnético oculto y universal perdura a temperaturas extremadamente bajas. Este patrón refleja de cerca la temperatura en la que emerge el pseudogap, lo que sugiere que el magnetismo juega un papel crucial en preparar el escenario para la superconducción. El descubrimiento proviene de experimentos que simulan el modelo Fermi-Hubbard con átomos de litio enfriados a milmillonésimas de grado por encima del cero absoluto en una red óptica formada por láseres. Usando un microscopio de gas cuántico, el equipo capturó más de 35.000 imágenes de átomos individuales, revelando correlaciones entre hasta cinco partículas, mucho más allá de los estudios típicos centrados en pares. «Las correlaciones magnéticas siguen un único patrón universal cuando se grafican contra una escala de temperatura específica», dijo el autor principal Thomas Chalopin del Max Planck Institute of Quantum Optics. «Y esta escala es comparable a la temperatura del pseudogap, el punto en el que emerge el pseudogap.» El trabajo se basa en predicciones teóricas de un artículo de Science de 2024 e involucró la colaboración entre experimentalistas del Max Planck Institute en Alemania y teóricos del Center for Computational Quantum Physics en Nueva York, dirigido por Antoine Georges. «Es notable que los simuladores análogos cuánticos basados en átomos ultravíos ahora puedan enfriarse a temperaturas donde aparecen fenómenos colectivos cuánticos intrincados», señaló Georges. Los hallazgos, publicados en los Proceedings of the National Academy of Sciences en 2026, proporcionan un punto de referencia para modelos de pseudogap y destacan el valor de las asociaciones teoría-experimento en la exploración de la materia cuántica.
