El grafeno desafía una ley fundamental de la física al hacer fluir los electrones como un líquido perfecto
Científicos del Instituto Indio de Ciencia observaron desviaciones de hasta 200 veces en la relación entre conducción eléctrica y térmica
Por Álvaro Gutiérrez Fernández
Zacatelco, Tlaxcala. – Investigadores del Departamento de Física del Instituto Indio de Ciencia (IISc), en colaboración con el Instituto Nacional de Ciencia de Materiales de Japón, lograron observar que electrones en una capa de grafeno fluyen como un líquido casi sin fricción, desafiando una ley fundamental de la física. Los resultados fueron publicados en Nature Physics y reportados por ScienceDaily.
El equipo creó muestras de grafeno excepcionalmente limpias (una sola capa de átomos de carbono) y midió cómo conducen electricidad y calor. Lo que encontraron contradice directamente la ley de Wiedemann-Franz, un principio establecido que afirma que la conducción de calor y electricidad en metales debería ser proporcional. En cambio, observaron que ambas propiedades se movían en direcciones opuestas: cuando la conductividad eléctrica aumentaba, la conductividad térmica disminuía, y viceversa. Las desviaciones superaron las 200 veces a bajas temperaturas.
El efecto ocurre en una condición especial conocida como «punto Dirac», donde el grafeno se encuentra en el límite entre ser un metal y un aislante. Al ajustar el número de electrones, los investigadores alcanzaron este estado preciso. En ese punto, los electrones dejan de comportarse como partículas individuales y se mueven colectivamente, fluyendo como un líquido.
«Esta agua se comporta cerca del punto Dirac, por eso se llama fluido Dirac», explicó Aniket Majumdar, primer autor del estudio y estudiante de doctorado en el IISc. El equipo midió la viscosidad de este fluido y encontró que es extremadamente baja, lo que lo convierte en una de las realizaciones más cercanas de un fluido perfecto jamás observado.
El descubrimiento podría permitir el desarrollo de sensores cuánticos altamente sensibles capaces de amplificar señales eléctricas extremadamente débiles y detectar campos magnéticos tenues.
