La corriente enciende armónicos prohibidos exprés
Una cuerda de guitarra pulsada exactamente en el centro solo produce armónicos impares. La misma prohibición se aplica en cristales simétricos: cuando la luz arranca electrones, la radiación resultante contiene solo armónicos impares. Pero los físicos han encontrado una manera de eludir esta restricción. Y sin mover un solo átomo.
El secreto está en la corriente eléctrica. Si se hace pasar corriente por el mismo cristal, la nube electrónica se distorsiona y la simetría se rompe. Para analizar este proceso, los científicos emplearon el modelado estocástico, que sigue los saltos aleatorios de los electrones entre átomos bajo la influencia de los contactos.
El experimento se realizó con una cadena de átomos con enlaces alternantes (el modelo SSH), conectada a dos reservorios con diferente densidad de electrones. Se generó una corriente continua y el sistema entró en un estado de no equilibrio. Aunque el cristal en sí permanecía simétrico, la distribución de electrones se volvió asimétrica. Como resultado, en la radiación aparecieron armónicos pares.
Este descubrimiento proporciona una nueva herramienta para la espectroscopía ultrarrápida, un método que determina las propiedades de la materia a partir del espectro de emisión. Ahora, midiendo la fotometría (brillo) de los armónicos pares, es posible monitorizar las corrientes en los chips cuánticos con una precisión de picosegundos, y sin perturbar su funcionamiento. (Un picosegundo es a un segundo lo que un día a treinta mil años.)
La prohibición de los armónicos pares en sistemas simétricos estuvo vigente casi un siglo, desde los primeros días de la mecánica cuántica. Este resultado demuestra que una corriente de no equilibrio puede romper la simetría sin mover un solo átomo.