Los materiales extremadamente calientes muestran su temperatura haciendo el giro.
Un nuevo estudio sugiere que algunos materiales se comportan de manera extraña cuando son mucho más calientes que sus alrededores. Impulsados por la nariz, los electrones giratorios, se retuercen como sacacorchos.
Pero estos hallazgos son teóricos y aún no se han probado experimentalmente, dijo el autor principal del estudio Mohammad Maghrebi, profesor asistente de la Universidad Estatal de Michigan. La investigación de Maghrebi y su equipo comenzó con una simple pregunta: ¿Qué sucedería si empujara un material fuera de equilibrio con su entorno?
Los objetos irradian constantemente fotones, o partículas de luz. Cuando están en equilibrio, en las mismas condiciones, como la temperatura, como su entorno, los objetos expulsan los fotones a la misma velocidad a la que absorben a los demás.
Este es "el tipo de ciencia con el que estamos más familiarizados", dijo Maghrebi. Pero cuando la temperatura fuera de un objeto es más baja que la temperatura de ese objeto, la cosa se desequilibra y luego "pueden suceder cosas interesantes".
Para ciertos tipos de materiales, calentar o enfriar el ambiente lleva a los objetos a irradiar no solo energía en forma de fotones, sino también lo que se llama momento angular, o la tendencia de un objeto giratorio a seguir girando, dijo Maghrebi.
Aunque los fotones en realidad no giran, tienen una propiedad llamada "giro", dijo Maghrebi. Este giro se puede describir como +1 o -1. Los objetos calientes que salen del equilibrio irradian fotones en su mayoría con el mismo giro (casi todos +1 o casi todos -1). Esta sincronía de fotones tira de todo el material en el objeto en la misma dirección, lo que lleva a este par o movimiento de torsión.
Sin embargo, los científicos sabían que el simple hecho de estar más caliente que el entorno no sería suficiente para sincronizar los espines de los fotones y causar tal torsión.
Entonces enfocaron su teoría en un tipo especial de material llamado aislante topológico, que tiene una corriente eléctrica o electrones que fluyen en su superficie. Este material es más caliente que su entorno, pero también tiene "impurezas magnéticas".
Estas impurezas influyen en los electrones en la superficie de manera que prefieren un espín (los electrones también tienen espín) sobre el otro. Las partículas luego transfieren su giro preferido a los fotones que se liberan, y el material se retuerce, dijo.
En principio, tendría un efecto similar para cualquier material siempre que le aplique un campo magnético, dijo Maghrebi. Pero en la mayoría de los otros materiales, ese campo debería ser "realmente, realmente, realmente enorme, y eso no es realmente posible".
Maghrebi dijo que espera que otros equipos prueben estas predicciones teóricas utilizando experimentos. En cuanto a si esto es solo un hallazgo de física genial o algo que podría tener algún tipo de aplicación, eso no está claro.
"En realidad no sé si podría haber alguna aplicación genial", dijo Maghrebi. Pero "se siente como el tipo de cosa que podría tener algunas aplicaciones".
Los hallazgos fueron publicados el 1 de agosto en la revista Physical Review Letters.
Nota del editor: Este artículo se actualizó para aclarar que cualquier trabajo experimental futuro sería realizado por otros equipos, no por Maghrebi y su equipo, que son todos físicos teóricos.
