Escoltar

Un treball del doctor David Sánchez, membre del grup de Física Atòmica, Molecular i Nuclear de la UIB, palesa que la simetria fonamental d'Onsager-Casimir no es compleix en conductors de mida nanoscòpica

Els resultats de la recerca acaben de ser publicats a Phyisical Review Letters

La simetria elèctrica d'Onsager-Casimir, que formula que la conductància d'un determinat conductor sotmès als efectes d'un camp magnètic és exactament la mateixa si invertim la direcció d'aquest camp, no es compleix en el cas de conductors de mida nanoscòpica. Així ho palesa un treball publicat a l'últim número de la prestigiosa revista Phyisical Review Letters, signat pel doctor David Sánchez, membre del grup de Física Atòmica, Molecular i Nuclear del Departament de Física de la UIB, i el doctor Kicheon Kang, de la Universitat Nacional de Chonnam (Korea).

La progressiva miniaturització dels components electrònics a escales cada vegada més petites ha obert la porta a conductors de mida nanoscòpica, és a dir, de l'ordre d'una milionèsima de mil·límetre, amb unes potencialitats extraordinàries que provenen no sols de reduir les dimensions sinó també de l'aparició de fenòmens de tipus quàntic. Un aspecte molt interessant és l'estudi de les simetries que obeeixen aquests conductors, ja que proporcionen restriccions als possibles valors que poden prendre certes magnituds físiques que descriuen les seves propietats elèctriques.

Imaginem un conductor qualsevol, connectat a una bateria. La intensitat del corrent elèctric que circula pel conductor és proporcional al voltatge de la bateria, i aquest coeficient de proporcionalitat és la conductància, el valor de la qual dependrà del material, del gruix d'aquest, de les propietats, en definitiva, del conductor. Si aplicàssim un camp magnètic amb una determinada direcció al conductor podríem comprovar que la conductància és exactament la mateixa que si invertíssim el camp magnètic. Aquesta propietat, que fou formulada per primera vegada pel químic noruec Lars Onsager (premi Nobel de Química l'any 1968) i completada pel físic holandès HBG Casimir, és una simetria el compliment de la qual ha estat acceptat i confirmat per tota la comunitat científica, tot i que els anys vuitanta fou reformulada pel físic suís M. Büttiker, coincidint amb el desenvolupament de la nanotecnologia.

La recerca dels doctors David Sánchez i Kicheon Kang ha consistit a comprovar si la simetria d'Onsager-Casimir es compleix en el cas de conductors de mida nanoscòpica quan són situats en un entorn lluny de l'equilibri, això vol dir, quan el conductor, per exemple, és proper a un altre conductor que interactua amb el primer. El resultat de la recerca, basada en una predicció teòrica, ha palesat que la simetria fonamental d'Onsager-Casimir no es compleix en aquest cas. En canvi, en un entorn en equilibri, es recupera la simetria d'Onsager-Casimir, com mostren els experiments realitzats fins ara.

Referència del treball:

David Sánchez i Kicheon Kang, 2008. «Validity and Breakdown of Onsager Symmetry in Mesoscopic Conductors Interacting with Environments».
Physical Review Letters, 100, 036806 (2008)

Data de publicació: 25/01/2008