¿Misterio resuelto? Encuentran una partícula demoníaca después de 70 años
Los físicos anunciaron este mes que habían encontrado la partícula demoníaca que se predijo hace 70 años. Esta cuasipartícula pasó a ser conocida como la partícula demoníaca de Pines, nombre que le dio el físico que predijo su existencia. Y puede ayudar en la búsqueda de superconductores.
En 2013, los físicos encontraron el bosón de Higgs, una partícula predicha en 1960 que recibió el nombre de partícula de Dios. El nombre se debe al éxito del Modelo Estándar, siendo el bosón de Higgs una de las primeras observaciones que prueba una predicción te����rica del Modelo Estándar.
Sin embargo, en Física es posible encontrar problemas llamados problemas del diablo. El más conocido de ellos es el demonio de Maxwell, que es un problema termodinámico. En física de partículas, el nombre no quedó fuera cuando David Pines predijo una partícula en 1956.
La partícula llamada demonio de Pines no es exactamente una partícula en ese sentido de la palabra. Es una cuasipartícula que tiene algunas características interesantes. El resultado fue publicado en revista Nature.
Los componentes del átomo.
A grandes rasgos podemos clasificar el átomo en tres componentes principales: protones, neutrones y electrones. Los protones y neutrones se ubican en el núcleo del átomo, el primero con carga positiva y el segundo con letra de neutrones.
Los electrones tienen una masa pequeña pero es lo suficientemente significativa como para que sea imposible alcanzar la velocidad de la luz, algo que sólo pueden alcanzar partículas sin masa, como los fotones.
Cuasipartículas
Cuando consideramos las partículas, como los componentes del átomo, tienen algunas propiedades como su propia masa y espín. Las propias partículas se describen mediante el Modelo Estándar y es posible obtener sus características como componentes y clasificación.
Las cuasipartículas no son partículas en absoluto, son excitaciones en sólidos que pueden tratarse como partículas y no tienen masa. Es importante recordar que las partículas son excitaciones del espacio mismo, por lo que tratar con excitaciones en sólidos significa hacerlo en otro medio.
El diablo de pinos
El físico teórico David Pines propuso la existencia de tal cuasipartícula en 1956. La idea era que los electrones podrían comportarse de manera diferente en los sólidos. Podría haber una excitación colectiva de electrones que estaban en diferentes niveles de energía y desfasados.
En esta combinación sería posible obtener una cuasipartícula que no tendría masa, no tendría carga y no interactuaría con la luz, de ahí la dificultad de observarla. Pines llamó a esta partícula “demonio” y pasó a ser conocido como el demonio de Pines.
Algunos sugieren que el demonio de Pines jugaría un papel esencial en los sólidos, particularmente en los metales, siendo una pieza del rompecabezas en la búsqueda de superconductores.
El descubrimiento
Los investigadores estadounidenses estaban estudiando un material llamado rutenato de estroncio y estudiando los modos electrónicos de este material. La investigación en sí no tenía como objetivo buscar al demonio.
Al analizar los datos, encontraron una excitación del material que sería equivalente a la del demonio. Para confirmarlo, liberaron electrones sobre el material, ya que el demonio no interactuaría con la luz. En los datos finales, se dieron cuenta de que uno de los "electrones" no tenía masa, lo que indicaba la existencia del demonio.