Un reciente descubrimiento en el campo de la física cuántica, liderado por científicos de la Universidad de Bristol, ha revelado un fenómeno inusual en el metal conocido como bronce púrpura. Este material, compuesto por cadenas unidimensionales de átomos conductores, presenta una rara capacidad de alternar entre ser un aislante y un superconductor. Pequeños estímulos, como el calor o la luz, pueden provocar una transición instantánea entre estos dos estados opuestos, lo cual se denomina "simetría emergente". Este hallazgo podría ser crucial para el desarrollo de un 'interruptor perfecto' en dispositivos cuánticos futuros.
La investigación comenzó hace 13 años cuando dos estudiantes de doctorado en el laboratorio del profesor Nigel Hussey midieron la magnetorresistencia del bronce púrpura. Observaron que, en ausencia de un campo magnético, la resistencia del material dependía fuertemente de la dirección de la corriente eléctrica introducida y su comportamiento cambiaba con la temperatura. A temperatura ambiente, el material se comporta como un metal, pero al enfriarse parece convertirse en aislante y luego, a temperaturas aún más bajas, se transforma en superconductor.
Este comportamiento desconcertante permaneció sin explicación durante años hasta que, en 2017, el Dr. Piotr Chudzinski propuso que podría deberse a la interferencia entre los electrones conductores y partículas compuestas conocidas como "excitones oscuros". Experimentos subsiguientes confirmaron esta teoría. La colaboración entre Hussey y Chudzinski llevó a descubrir que la interacción entre los portadores de carga y los excitones podría hacer que el material oscile en el límite entre los estados aislante y superconductor.
Esta "simetría emergente" es una ocurrencia rara y podría representar un avance significativo en la física. Hussey compara este fenómeno con el proceso de enfriamiento del agua a hielo y su posterior regreso a un estado de simetría. Chudzinski lo describe como un acto de magia de la naturaleza, donde el bronce púrpura se transforma de una figura distorsionada a una esfera simétrica perfecta.
Posteriormente, investigaciones adicionales en 100 cristales individuales del material, algunos aislantes y otros superconductores, revelaron por qué estos cristales exhibían estados fundamentales tan diferentes. Este descubrimiento abre la posibilidad de utilizar esta propiedad única en circuitos cuánticos, donde estímulos minúsculos podrían inducir cambios significativos en la resistencia del interruptor.
Este avance en la física cuántica representa un paso significativo hacia la creación de dispositivos más eficientes y versátiles, marcando un hito en nuestra comprensión y manipulación de materiales a nivel cuántico.