Un nuevo mecanismo podría explicar el comportamiento de los metales extraños

Un equipo internacional de físicos ha formulado una nueva teoría sobre el comportamiento de los metales extraños, un estado cuántico de la materia que desafía las reglas tradicionales de la conducción eléctrica. El estudio, publicado en Physical Review Letters, se enfoca en materiales fermiónicos pesados que experimentan una transición cuántica profunda conocida como ruptura de Kondo.

Los metales extraños muestran propiedades ópticas atípicas que no encajan con la teoría clásica del líquido de Fermi. Para entender este fenómeno, los científicos utilizaron el modelo periódico de Anderson y técnicas computacionales avanzadas capaces de explorar escalas de energía extremadamente bajas.

El hallazgo clave del estudio es que, en la región crítica cerca del punto de ruptura de Kondo, las fluctuaciones de corriente colectiva se desintegran con una tasa planckiana —la más lenta posible sin violar las leyes de la física—. Esto indica que el comportamiento óptico inusual no proviene de los electrones individuales, sino de estas fluctuaciones colectivas.

Esto supone un cambio de paradigma respecto al modelo tradicional del "líquido marginal de Fermi", donde la pérdida de coherencia electrónica individual es la responsable del comportamiento metálico extraño. El nuevo enfoque resalta una descomposición más robusta y colectiva de la dinámica electrónica.

El trabajo también demuestra que este punto crítico cuántico actúa como un punto fijo intrínseco, sin necesidad de desorden estructural. Las predicciones teóricas encajan notablemente bien con mediciones ópticas previas realizadas sobre los compuestos YbRh₂Si₂ y CeCoIn₃, dos materiales prototipo de metales extraños.

"Queremos explorar bajo qué condiciones precisas emergen estos metales extraños, qué interacciones son necesarias y si podrían encontrarse también en superconductores no convencionales", comentó Andreas Gleis, autor principal del estudio. El equipo planea extender este análisis a otros materiales fuertemente correlacionados.

Este avance no solo aporta una nueva lente teórica para comprender los metales extraños, sino que también podría tener implicaciones relevantes para tecnologías futuras basadas en materiales cuánticos avanzados, como la superconductividad o la computación cuántica.