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La comunidad científica sostiene que los comportamientos inesperados e incluso irracionales son comunes en las partículas a escala atómica o cuántica. La aparición de propiedades nuevas se debe a lo que los expertos llaman «principio de incertidumbre de Heisenberg», el cual afirma que no es posible conocer con exactitud la posición y la velocidad de un objeto al mismo tiempo. El efecto sólo es apreciable a escala subatómica.

En el trabajo referido, los investigadores estudiaron el material magnético niobato de cobalto, cuya estructura está compuesta por cadenas de átomos magnéticos de tan sólo un átomo de grosor. Según los autores, el niobato de cobalto es útil para describir el ferromagnetismo presente en materiales en estado sólido a escalas diminutas.

La cadena magnética se transforma en un nuevo estado denominado «crítico cuántico» al aplicarle un campo magnético en ángulo recto al espín alineado, según explicaron representantes del equipo. El crítico cuántico, señalan, puede considerarse como una versión cuántica de un fractal.

«El sistema alcanza una incertidumbre cuántica, o estado del gato de Schrödinger [que presenta dos condiciones diametralmente opuestas al mismo tiempo]», explicó el profesor Alan Tennant del Centro Helmholtz de Berlín de Materiales y Energía (HZB, Alemania), coautor del estudio. «Esto es lo que logramos mediante nuestro experimento con niobato de cobalto. Ajustamos el sistema con precisión para volverlo crítico cuántico.»

Los investigadores descubrieron que cuando ajustaban el sistema e introducían de forma artificial más incertidumbre cuántica, la cadena de átomos se comportaba como una cuerda de guitarra nanométrica. Para observar las vibraciones del sistema a escala atómica utilizaron una sonda especial denominada «dispersión de neutrones».

«En este caso la tensión se origina a partir de la interacción entre los espines, lo que provoca resonancia magnética», indicó el Dr. Radu Coldea de la Universidad de Oxford (Reino Unido), autor principal del estudio. «Hemos descubierto una serie (escala) de notas resonantes en estas interacciones: las primeras dos notas muestran una relación perfecta entre sí. Sus frecuencias (tonos) se hayan en la proporción de 1,618..., que se corresponde con la proporción áurea famosa en los ámbitos artístico y arquitectónico.»

La ciencia indica que, tanto en las matemáticas como en el arte, dos cantidades guardan una proporción áurea si la relación de la suma de las cantidades a la cantidad mayor es igual a la relación que existe entre la cantidad mayor y la menor.

El Dr. Coldea subrayó que este hecho no es una coincidencia. «Representa una propiedad estética del sistema cuántico, una simetría oculta. De hecho es una muy especial denominada E8 por los matemáticos y esta es la primera vez que se observa en un material.» 

Las teorías matemáticas desarrolladas para la física de partículas podrían hacerse hueco en la ciencia nanométrica y podrían fomentar el desarrollo tecnológico en un futuro, según los investigadores. 

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