Físicos de la University of Illinois, en Urbana-Champaig, demostraron como agujeros negros cargados pueden usarse para modelar el comportamiento de electrones interactuantes en superconductores no convencionales.

“El contexto de este problema es la superconductividad en altas temperaturas”, dijo Phillips. “Uno de los problemas más grandes y no resueltos en física es el origen de la superconductividad (un estado de conductividad con cero resistencia) en la cerámica de óxido de cobre descubierta en 1986”.  Los resultados de la investigación de Phillips y sus colegas Robert G. Leigh, Mohammad Edalati, y Ka Wai Lo fueron publicados en marzo 1 en la revista Physical Review Letters.

Al contrario de los viejos superconductores, que son todos de metal, los nuevos superconductores inician como aislantes. En el estado de aislamiento de los materiales con óxido de cobre, hay muchos lugares para que salte el electrón, aunque no hay corriente eléctrica. Tal estado de la materia, conocido como aislante Mott en honor al trabajo pionero de Neville Mott, se da como resultado de la fuerte repulsión entre los mismos electrones. Aunque se está de acuerdo en esto, la mayor parte de los aislantes Mott permanece sin solución ya que no hay solución directa al problema Mott que sea aplicable a los materiales de óxido de cobre.

Usando la teoría de cuerdas, y un esfuerzo teórico que evoluciona y busca describir las fuerzas fundamentales de la naturaleza, incluyendo la gravedad y sus interacciones con la materia en un sistema matemático único y completo. Hace catorce años, un teórico de la teoría de cuerdas, Juan Maldacena, conjeturó que algunos sistemas mecánico cuánticos pueden modelarse usando la gravedad clásica en un espacio tiempo con curvatura negativa constante. Las cargas en el sistema cuántico son reemplazadas por un agujero negro cargado en el espacio tiempo curvo, juntando la geometría del espacio tiempo con la mecánica cuántica.

Ya que el problema Mott es un ejemplo de partículas fuertemente interactuando, Phillips y sus colegas se hicieron la pregunta: “¿Es posible imaginar una teoría de la gravedad que simule un aislante Mott?” Ciertamente sí, tal y como lo demostraron.

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