Se ha repetido a nivel cuántico un experimento de hace 100 años que traerá fenómenos cuánticos a nuestro mundo.

La ciencia conoce desde hace mucho tiempo el efecto túnel, cuando las partículas superan una barrera energética sin tener una base energética para ello. Se trata de un fenómeno del mundo cuántico que ha encontrado una amplia aplicación en la electrónica. Ahora los científicos han ampliado las posibilidades de hacer túneles al comportamiento grupal de partículas, repitiendo la experiencia de hace 100 años a nivel cuántico. Resultó que grupos de electrones pueden empujarse entre sí hacia la formación de túneles colectivos.

En 1919, el físico alemán Heinrich Barkhausen dio experiencia, posteriormente nombrado en su honor. Utilizando el ejemplo de un material ferromagnético colocado en una bobina, demostró que durante el proceso de influencia externa sobre el material se produce un cambio brusco en su magnetización. Durante el experimento de Barkhausen, por ejemplo, se escuchó un crujido en un altavoz conectado a una bobina cuando se acercó un imán al ferroimán. La magnetización de los dominios individuales afectó a los vecinos, y esto se extendió como una avalancha y, al mismo tiempo, a saltos, hasta que la materia quedó completamente magnetizada.

Científicos de Caltech (Instituto de Tecnología de California) decidió descubrir el mismo efecto a nivel cuántico sin influencias externas puramente debidas a fenómenos cuánticos. De hecho, se trataba de una prueba de túneles grupales espontáneos. Colocaron un material ferromagnético llamado fluoruro de litio-holmio-itrio en una bobina y la enfriaron a una temperatura cercana al cero absoluto. La bobina era necesaria para medir el voltaje que surgiría allí si la magnetización en el material comenzara a cambiar.

Después del inicio del experimento, los científicos comenzaron a registrar sobretensiones de naturaleza similar al ruido de Barkhausen. Esto indicó que la tunelización de la mecánica cuántica de electrones individuales conducía a la tunelización grupal o cooperativa de partículas.

“Clásicamente, cada una de las miniavalanchas, en las que grupos de espines cambian de dirección, ocurre por sí sola, – dicen los autores del trabajo. “Pero descubrimos que gracias al túnel cuántico, las dos avalanchas se sincronizan entre sí. Este es el resultado de la interacción de dos grandes grupos de electrones entre sí, y a través de su interacción producen estos cambios. Este efecto de co-túnel fue una sorpresa”.

El descubrimiento da esperanzas para la creación de sensores cuánticos y otros dispositivos electrónicos. De hecho, los fenómenos cuánticos en forma de interacción grupal de electrones se pueden utilizar como macroobjetos, lo que simplificará los experimentos en el campo de la física cuántica y permitirá el uso de estos fenómenos en la electrónica convencional y más.