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1 de Marzo de 2012
Materiales

Constantes que corren

Un experimento reciente demuestra que, al igual que ocurre en electrodinámica cuántica, la constante de acoplamiento efectiva del grafeno cambia con la energía.

© WIKIMEDIA COMMONS/AlexanderAlUS/CREATIVE COMMONS 3.0

Las mejores épocas de la física son aquellas en las que especialistas de áreas diferentes se enfrentan a un problema de interés común. Esa es la situación en la que hoy se encuentra la investigación sobre el grafeno. La naturaleza relativista de sus cuasipartículas (los portadores de carga en el material) quedó confirmada poco después de que se consiguiera aislar las primeras monocapas de grafito. En una primera aproximación, estos portadores de carga obedecen a una ecuación similar a la que en electrodinámica cuántica (QED) describe la interacción entre partículas relativistas cargadas. La analogía, sin embargo, parece ir más allá. Un estudio realizado en fecha reciente por Daniel C. Elias, de la Universidad de Manchester, y sus colaboradores ha revelado que, al considerar pequeñas variaciones en la energía de las cuasipartículas, la forma cónica característica de las bandas de valencia y conducción del grafeno cambia su pendiente a medida que la energía disminuye. El resultado implica que la analogía entre el grafeno y la física de partículas es más profunda de lo que se sospechaba. En particular, conlleva que la constante de acoplamiento elctromagnética del grafeno se renormaliza, tal y como ocurre en electrodinámica cuántica.

La naturaleza se rige por cuatro interacciones fundamentales de muy diferente magnitud. La constante de acoplamiento característica de la gravedad (la menor de ellas) y la de la interacción fuerte (que gobierna el comportamiento de los quarks) difieren en 40 órdenes de magnitud. La interacción electromagnética se encuentra entre esos dos extremos. Pero, a pesar de su nombre, el valor de dichas «constantes» no permanece invariable: su magnitud cambia en función de la energía a la que se realiza el experimento que las determina.

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