La teoría de la relatividad general de Einstein nos enseña que los objetos masivos pueden distorsionar la estructura del espacio-tiempo, provocando que la luz viaje a lo largo de caminos curvos. Ahora, científicos han descubierto una sorprendente similitud en el mundo microscópico: una estructura geométrica “oculta” dentro de un material de chip altera la trayectoria de los electrones, de manera similar a como la gravedad curva la luz.
Tradicionalmente, la física busca modificar la dirección del movimiento de los electrones en un chip aplicando campos eléctricos o magnéticos adicionales. Sin embargo, un equipo de investigadores de las universidades de Ginebra y Salerno, junto con el Instituto CNR-SPIN de Italia, ha descubierto que una forma geométrica oculta, predicha teóricamente en materiales cuánticos, puede alterar la trayectoria de los electrones. Cuando los electrones se mueven a través del material, la “superficie” no es plana, sino que se curva como el espacio-tiempo distorsionado por la gravedad, lo que hace que los electrones sigan naturalmente trayectorias curvas.
Durante el último siglo, el estudio del comportamiento de átomos, electrones y fotones dentro de los materiales ha llevado a la invención del transistor y, finalmente, a las computadoras modernas. Actualmente, los científicos continúan desafiando los efectos cuánticos, considerando grandes cantidades de partículas dentro de ciertos materiales cuánticos especiales como un todo. Esto genera una estructura geométrica llamada métrica cuántica (Quantum metric), que parece influir en la forma en que los electrones se mueven a través del material.
El equipo logró detectar la métrica cuántica en las interfaces de óxido de titanato de estroncio y aluminato de lantano. Observaron que este fenómeno permite caracterizar con mayor precisión las propiedades ópticas, electrónicas y de transporte de los materiales.
Los investigadores afirman que este descubrimiento abre nuevas vías para explorar la geometría cuántica en diversos materiales. Las posibles aplicaciones futuras incluyen componentes electrónicos de frecuencia terahercios, el diseño de nuevos superconductores y el control preciso del comportamiento de los electrones mediante “ingeniería geométrica”, sin depender de campos magnéticos externos potentes, allanando el camino para la próxima generación de electrónica de bajo consumo y tecnologías cuánticas.
El nuevo estudio ha sido publicado en la revista Science.
（首圖僅為示意圖，來源：AI 生成）
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