ángulo mágico

El año pasado, un grupo de científicos presentó los resultados de una investigación que conmocionó a la comunidad física. Resultó que las láminas de grafeno de un solo átomo de espesor adquieren propiedades físicas notables cuando se giran en el ángulo "mágico" correcto entre sí (1).

En la reunión de marzo de la Sociedad Estadounidense de Física en Boston, donde se presentarían los detalles de la investigación en esta perspectiva, se reunió una multitud de científicos. Algunos consideran que el descubrimiento de los científicos en el Instituto de Tecnología de Massachusetts el comienzo de una nueva era.

El año pasado, un equipo de físicos dirigido por Pablo Jarillo-Herrero colocó un par de hojas de grafeno una encima de la otra, enfrió el sistema hasta casi el cero absoluto y giró una hoja en un ángulo de 1,1 grados con respecto a la otra. Los investigadores aplicaron un voltaje y el sistema se convirtió en una especie de aislante, en el que la interacción entre los propios átomos y las partículas impiden el movimiento de los electrones. A medida que se introdujeron más electrones en el sistema, el sistema se convirtió en un superconductor en el que la carga eléctrica podía moverse sin resistencia..

— — Jarillo-Herrero le dijo a Gizmodo. —

Estos efectos mágicos de la rotación angular están relacionados con los llamados rayas (rayas muaré). Este es un tipo de patrón de rayas creado como resultado de la interferencia (superposición) de dos cuadrículas de líneas giradas en un cierto ángulo o sujetas a deformación (distorsionadas entre sí). Si, por ejemplo, una malla se coloca sobre una superficie plana y otra malla se une a un objeto deformado, aparecerán franjas de muaré. Su patrón puede ser muy complejo y la ubicación dependerá de la deformación del objeto bajo prueba.

Los resultados de los investigadores del MIT han sido duplicados por varios equipos, aunque la verificación aún está en curso y los físicos aún están investigando la esencia del fenómeno. Durante el año pasado, más de cien artículos nuevos sobre este tema aparecieron en el servidor arXiv. Recordé que hace casi diez años los teóricos predijeron la aparición de nuevos efectos físicos en tales sistemas de grafeno rotados y retorcidos. Sin embargo, los físicos aún no comprenden muchas preguntas sobre el origen del fenómeno de la superconductividad y la naturaleza de los estados dieléctricos en el grafeno.

Según Harillo-Herrero, el interés por el tema también se debe a que recientemente las secciones "calientes" de la física, es decir, investigación de grafeno y otros materiales bidimensionales, propiedades topológicas materiales (características que no cambian a pesar de los cambios físicos), materia súper fría y maravilloso fenómenos electrónicosque surgen de la forma en que los electrones se distribuyen en algunos materiales.

Sin embargo, demasiado entusiasmados con el nuevo descubrimiento y sus posibles aplicaciones en dispositivos electrónicos, algunos hechos se enfrían. Por ejemplo, las láminas de grafeno giradas en un ángulo mágico deben mantener una temperatura de 1,7 grados Kelvin por encima del cero absoluto, y resulta que "preferirían" no estar en un ángulo de 1,1 grados, al igual que dos imanes no lo hacen. quieren tocarse los mismos polos. También es comprensible que un material tan delgado como un átomo sea difícil de manipular.

A Jarillo-Herrero se le ocurrió un nombre para los efectos que descubrió ("twistronika"?, "rotnik"? - o tal vez "moristors", ¿de rayas?). Parece que será necesario un nombre porque mucha gente del mundo de la ciencia y la tecnología quiere investigar este fenómeno y buscarle aplicaciones.