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Presentan tercera cuasi-partícula del electrón: el orbitón

Investigadores han descubierto que los electrones-una de las pocas partículas fundamentales del Universo - pueden pasar por una 'crisis de identidad'.

Publicado: Martes, 8/5/2012 - 18:2  | 2366 visitas.

Imagen: Agencias / Internet
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Los electrones pueden dividirse en "cuasi-partículas", en las cuales las propiedades fundamentales pueden moverse como partículas independientes. Dos de estas cuasipartículas ("holon’ y ‘spinon’ ) se habían descubierto antes, pero un equipo ha publicado en la revista Nature la confirmación de una tercera: el orbitón. Estos orbitones llevan la energía de la órbita de un electrón alrededor del núcleo.

Por lo general, estas propiedades no son independientes -un electrón dado tiene ese conjunto de propiedades y las mantiene al girar, mientras que un electrón cercano tiene un conjunto diferente de propiedades. Pero las cuasi-partículas permiten que estas propiedades (dividirse y moverse de forma independiente) pasen a los electrones contiguos.

Una analogía sería un embotellamiento en una calle de un solo carril. Pongamos que un coche azul, orientado hacia el oeste y funcionando a 1000 revolciones por minuto "pasara" su color,  la velocidad del motor y su dirección a los carros adyacentes.

Los casos en los que se puede inducir ese comportamiento extraño son escasos, pero un equipo internacional de físicos recurrió a un material llamado cuprato de estroncio para su investigación.

La disposición de los átomos en el material es muy parecida a la carretera de un solo carril: los electrones sólo pueden moverse en una dirección, en lo que se llama "spin wave" o "spin chain" (cadena de giro).

El equipo utilizó el Swiss Light Source en el Instituto Paul Scherrer de Suiza para disparar intensos haces de rayos X en el material, midiendo con detectores de precisión la luz que salía. El análisis de cómo el haz de rayos X se alteró en el proceso evidenció cómo los electrones recibieron un impulso de energía y adónde fue éste.

Thorsten Schmitt, de la Swiss Light Source, explicó que el equipo hizo un hallazgo inesperado. Parte de la energía de los rayos X elevó un electrón a una órbita diferente alrededor del núcleo, y esta "excitación orbital" podía moverse a lo largo de la cadena, empujando a otra órbita a un electrón adyacente, y lo mismo al siguiente electrón, y así sucesivamente.

"Queríamos comprender las excitaciones de las cuasipartículas (spinons) -estábamos seguros de que veríamos cuasipartículas-, la sorpresa fue ver estas excitaciones orbitales comportándose de manera colectiva", dijo Schmitt a la BBC.

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