"El contexto de este problema es la superconductividad de alta temperatura", dijo Phillips. "Uno de los grandes problemas sin resolver en la física es el origen de la superconductividad (un estado que conduce con resistencia cero ) en las cerámicas de óxido de cobre descubiertas en 1986. " Los resultados de la investigación por Phillips y sus colegas Robert G. Leigh, Edalati Mohammad, y Ka Wai , fueron publicados en la revista Physical Review Letters el 1 de marzo y en la revista Physical Review D, el 25 de febrero.
A diferencia de los superconductores viejos, los cuales eran todos metales, los nuevos superconductores comienzan su vida como aislantes. En el estado de aislamiento de los materiales de óxido de cobre, hay un montón de lugares para que los electrones salten pero sin embargo no hay corriente. Tal estado de la materia, conocida como un aislante Mott después del trabajo pionero de Sir Neville Mott, surge de la fuerte repulsión entre los electrones. Aunque gran parte de esto está acordado, la mayor parte de la física de los aisladores de Mott sigue sin resolverse, porque no existe una solución exacta del problema Mott que es directamente aplicable a los materiales de óxido de cobre.
Se introduce la teoría de cuerdas-un esfuerzo teórico en evolución que trata de describir las fuerzas fundamentales conocidas de la naturaleza, entre ellas la gravedad, y sus interacciones con la materia en un único sistema, matemáticamente completo.
Hace catorce años, un teórico de cuerdas, Juan Maldacena, conjeturó de que algunos sistemas mecánico cuánticos fuertemente interactuantes podrían ser modelados por la gravedad clásica en un espacio-tiempo con curvatura negativa constante.Las cargas en el sistema cuántico se sustituyen por un agujero negro cargado en el espacio-tiempo curvo, de este modo se une la geometría del espacio-tiempo con la mecánica cuántica.
ilustración de un agujero negro.Crédito.NASA/JPL-Caltech.
Dado que el problema Mott es un ejemplo de partículas que interactúan fuertemente, Phillips y sus colegas se hicieron la pregunta: "¿Es posible concebir una teoría de la gravedad que imite un aislante Mott?" De hecho, es, como lo han demostrado.
Los investigadores utilizando un mapeo de Maldacena diseñaron un modelo para los electrones que se mueven en un espacio-tiempo curvo por la presencia de un agujero negro cargado que captura dos de los rasgos más llamativos del estado normal de los superconductores de alta temperatura: 1) la presencia de una barrera para el movimiento del electrón en el estado Mott, y 2) el régimen de extraño metal en el que la resistividad eléctrica escala como una función lineal de la temperatura, a diferencia de la dependencia cuadrática exhibida por metales estándar.
El tratamiento avanzado en el artículo publicado en Physical Review Letters muestra sorprendentemente que la frontera del espacio-tiempo que consiste en un agujero negro cargado y electrones interactuándo débilmente exhibe una barrera para los electrones que se mueven en esa región, al igual que en el estado Mott. Este trabajo representa la primera vez que el problema Mott se ha resuelto ( exactamente) en un sistema de dos dimensiones, la dimensión relevante para los superconductores de alta temperatura.
"La siguiente gran pregunta que debemos abordar", dijo Phillips, "es cómo la superconductividad emerge de la teoría de la gravedad de un aislador de Mott?"
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fuente de la información:
http://www.physorg.com/news/2011-03-black-holes-superconductors.html
