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Artículo publicado por Dawn Fuller el 14 de marzo de 2016 en la Universidad de Cincinnati

Físicos teóricos de la Universidad de Cincinnati están a punto de informar sobre un controvertido descubrimiento que, según dicen, contradice el trabajo que han realizado otros investigadores desde hace décadas.

El descubrimiento trata sobre el enfoque convencional de la bosonización-desbosonización. Para todos lo que estamos fuera del laboratorio de física y las pizarras podamos comprenderlo, esto podría afectar a cálculos que conciernen a los futuros computadores cuánticos, así como a tus dispositivos electrónicos conforme se hagan más pequeños, rápidos, y avanzados. Nayana Shah, profesora adjunta de física en la Universidad de Cincinnati, y Carlos Bolech, profesor asociado de física en la UC, estarán entre los investigadores que presenten innovadoras investigaciones en la reunión de la Sociedad Americana de Física, que tiene lugar entre el 14 y 18 de marzo en Baltimore.

Nayana Shah y Carlos Bolech

Nayana Shah y Carlos Bolech Crédito: Universidad de Cincinnati/Joseph Fuqua II

El descubrimiento implica cómo resolver problemas donde hay fuertes interacciones entre las partículas que tienen que trabajar en armonía unas con otras – bosones o fermiones. Un ejemplo de fermión es un electrón, y un ejemplo de bosón es una partícula de luz (fotón).

Para lograr que estas partículas interactúen entre sí y, de este modo, alimentar los dispositivos de alta tecnología del futuro, los físicos teóricos realizan cálculos, casi como alquimistas, para transformar fermiones en bosones, conocidos como bosonización, o inversamente aplican fórmulas para la desbosonización. “Esta ‘refermionización’ es casi magia, debido a que convierte problemas originalmente intratables en unos resolubles”, explica Shah.

Los investigadores, sin embargo, dicen que han encontrado que ciertas soluciones con y sin bosonización no encajaban, a pesar del hecho de que las dos se suponían que eran exactas. Shah y Bolech informan de que el problema implica la violación de ciertas leyes de la conservación en el procedimiento de bosonización.

“Un innovador trabajo nos permitió incorporar parte de las piezas perdidas en los pasos de bosonización y desbosonización, y que la magia volviese”, comenta Bolech. Los investigadores aplicaron su nuevo formalismo consistente a lo que se conoce en el mundo de la física como el Problema de Kondo de No Equilibrio, un problema que puede aplicarse a los electrones que interactúan a nanoescala – la menor posible para la electrónica.

“¿Cuáles son las implicaciones para el cuerpo de trabajo pasado que ha usado la bosonización desde la década de 1990, y anterior? Muchos resultados tendrán que reanalizarse”, señala Bolech.

“Las buenas noticias son que el formalismo consistente da una receta general sobre cómo proceder”, añade Shah.

Dos artículos que informan sobre la investigación se publicaron recientemente en las revistas Condensed Matter Physics y Physical Review B.

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