Foto: David Hsieh / Caltech

Un equipo de investigadores del Laboratorio de Información y Materia Cuántica en El Instituto Tecnológico de California acaban de descubrir una forma tridimensional cuántica de cristal líquido. Se trata de un nuevo estado cuántico de la materia, y una gran noticia para la supercomputación.

En circunstancias normales, las moléculas de cristal líquido como las que forman las pantallas de tantos dispositivos electrónicos fluyen libremente, pero se mantienen orientadas como en un sólido. Los cristales líquidos cuánticos bidimensionales se conocen desde 1999. Sus moléculas se comportan de manera normal, pero sus electrones de alinean siguiendo direcciones muy determinadas que hace que el material tenga diferentes propiedades magnéticas.

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Lo que el equipo de Caltech ha descubierto es una forma de organizar en tres dimensiones las moléculas de cristal líquido cuántico, lo que hace que la orientación de sus electrones y sus propiedades sean aún más extrañas. Los electrones de este compuesto no solo se orientan siguiendo los tres ejes x, y, z, sino que su orientación y la dirección en la que fluye la corriente eléctrica cambia completamente sus propiedades magnéticas. En palabras de David Hsieh, uno de los autores del descubrimiento:

Pasar una corriente eléctrica por este material hace que sus propiedades pasen de magnéticas a no magnéticas y viceversa, que es algo extremadamente inusual. Es más, la dirección en de la corriente eléctrica modifica la intensidad del magnetismo y su orientación.

¿Por qué el descubrimiento de un material semejante es tan importante? La respuesta está en la computación cuántica. Los cristales líquidos cuánticos tridimensionales pueden ser la clave para fabricar de forma fiable superconductores topológicos a temperatura ambiente.

Uno de los problemas más complejos de resolver de la computación cuántica es que las interacciones cuánticas de los materiales son delicadas y fáciles de destruir a la mínima interacción. El descubrimiento, que sus autores califican como “la punta del iceberg” en el estudio de una nueva clase de materiales cuánticos, podría permitir fabricar chips cuánticos más rápidos y estables. [Caltech vía Science]