Hallaron la "partícula del demonio" y es el Santo Grial de la ciencia

En 1956, el físico David Pines adelantó que los electrones en un sólido adoptarían un comportamiento inesperado, sugiriendo la existencia de una singular "partícula del demonio".

Esta molécula, neutra y sin masa, carecería de interacción con la luz y emergería de la combinación de electrones, formando un plasmón sin carga eléctrica que resulta de la desincronización por diferentes niveles de energía. 

Ahora, en 2023, investigadores de la Universidad de Illinois realizaron un gran descubrimiento: hallaron accidentalmente esta partícula en el rutenato de estroncio. 

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La "partícula del demonio", el fenómeno científico que anticipó David Pines en 1956, ¿cómo se confirmó su existencia?

Este descubrimiento surgió en el marco de una investigación sobre el rutenato de estroncio, un material que comparte propiedades con los superconductores de alta temperatura. 

De esta manera, los científicos hallaron similitudes entre una cuasipartícula encontrada en la formula química y aquella teorizada por Davis Pines en 1956. Verificaciones posteriores confirmaron esta teoría: habían identificado el "demonio de Pines". 

Ali Husain, investigador de la Universidad de Illinois, reveló que "desconocían completamente de que se trataba". Asimismo, explicó que, a medida que descartaban otras explicaciones, comenzaron a sospechar que habían encontrado el "Santo Grial" de la física. 

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¿Por qué es importante este descubrimiento?

La importancia de este descubrimiento radica en que desafía un dogma fundamental de la física moderna. Históricamente, se creía que los electrones perdían su individualidad cuando interactuaban en sólidos, uniéndose para formar conjuntos influenciados por interacciones eléctricas.  

No obstante, los electrones podían formar partículas compuestas, llamadas plasmones, con carga y masa nuevas, dirigidas por esas interacciones. Sin embargo, debido a la gran masa involucrada, no podrían formarse con las energías a temperatura ambiente. 

Aquí es donde entra David Pines con una idea revolucionaria. El teórico propuso que los plasmones en bandas de energía podrían sincronizarse de manera desfasada, generando un nuevo plasmón neutro y sin masa. Asimismo, esta teoría sostenía que, dado que carecían de masa, podrían formarse en cualquier nivel, incluso a temperatura ambiente. 

La posibilidad de que exista esta molécula abre nuevas puertas para comprender el comportamiento de los metales y amplía nuestra comprensión sobre los electrones.