La materia puede comportarse de maneras difíciles de imaginar cuando se encuentra bajo condiciones cuánticas extremas. Ahora, físicos de la Universidad de Monash, en Australia, predicen la existencia de una nueva forma de materia conocida como “gota cuántica”, formada mediante la interacción de dos tipos distintos de partículas.
El hallazgo es por ahora teórico y todavía necesita comprobarse experimentalmente. El estudio, titulado Quantum Droplets in a Resonant Bose-Fermi Mixture y publicado en Physical Review Letters, plantea que estas estructuras pueden mantenerse unidas por sí mismas y que podrían reproducirse mediante tecnologías de laboratorio disponibles actualmente.
¿Qué es la “gota cuántica” que podría representar una nueva forma de materia?
La denominada gota de Bose-Fermi combina bosones y fermiones, dos categorías de partículas con comportamientos cuánticos diferentes. Los investigadores encontraron teóricamente que, bajo determinadas condiciones, ambos componentes pueden formar una estructura estable y mantenerse unidos incluso cuando existen fuertes interacciones entre ellos.
La clave está en un delicado equilibrio: la atracción entre bosones y fermiones es contrarrestada por la presión generada por estos últimos. De esta manera, la estructura evita colapsar y consigue permanecer unida por sí misma.
El nuevo enfoque también permitió identificar comportamientos similares a una transición entre líquido y gas dentro de estos sistemas.
¿Cómo podrían crearse estas gotas cuánticas y qué aplicaciones tendrían en el futuro?
Aunque todavía no se han observado experimentalmente estas gotas en el régimen predicho, los científicos consideran que podrían producirse mediante experimentos actuales con átomos ultrafríos.
El siguiente paso será llevar las predicciones del modelo al laboratorio para determinar si estas estructuras realmente pueden formarse y conservar la estabilidad anticipada por los cálculos.
A largo plazo, este conocimiento podría contribuir al desarrollo de tecnologías como sensores de ultraprecisión y sistemas de computación cuántica.