En el laboratorio de Silke Bühler-Paschen, en la Universidad Tecnológica de Viena, ocurre algo que pone en entredicho nuestras ideas más fundamentales sobre la electricidad. En una sala blindada con láminas de cobre para evitar interferencias electromagnéticas, una nevera criogénica cuelga del techo como parte de un experimento que enfría una muestra minúscula de un compuesto exótico hasta milésimas de grado por encima del cero absoluto. En ese entorno extremo, los electrones dejan de comportarse como partículas individuales. En su lugar, la carga eléctrica parece fluir como una sopa cuántica, difusa e irreconocible.
Esta muestra pertenece a una clase de materiales conocidos como metales extraños, cuyo comportamiento ha desconcertado a los físicos durante más de cuatro décadas. En estos materiales, la teoría convencional de los sólidos, basada en los llamados cuasipartículas —una noción introducida por Lev Landau en 1956—, simplemente deja de funcionar. En lugar de seguir trayectorias definidas y predecibles, los electrones parecen disolverse en una especie de fluido cuántico desestructurado.
Uno de los signos más distintivos de los metales extraños es su resistividad eléctrica, que aumenta de forma lineal con la temperatura, desafiando las predicciones de la teoría del líquido de Fermi. Este comportamiento se conoce como disipación planckiana, ya que parece estar limitado por la constante de Planck, un número clave en la mecánica cuántica. Según el físico Jan Zaanen, esta disipación máxima sugiere que estos sistemas están completamente controlados por un fenómeno llamado entrelazamiento cuántico.
Lejos de ser una rareza sin consecuencias prácticas, entender los metales extraños podría ser la clave para alcanzar un viejo sueño de la física: los superconductores a temperatura ambiente. Algunos investigadores, como Philip Phillips, creen que la superconductividad y la “metalidad extraña” son dos caras de la misma moneda. Si esta conexión es cierta, el camino hacia tecnologías revolucionarias como trenes de levitación o redes eléctricas sin pérdida de energía podría pasar por comprender esta forma radical de materia.
Para investigar más a fondo, Bühler-Paschen y sus colegas han desarrollado técnicas experimentales que permiten “escuchar” la corriente dentro de estos materiales. En lugar del ruido irregular que uno esperaría de electrones individuales, lo que detectan es un zumbido uniforme, como si la electricidad fluyera de forma continua a través de una masa fluida sin estructura interna.
Este hallazgo ha dado lugar a nuevas teorías. Subir Sachdev propone que los electrones se entrelazan tras interactuar con ondas magnéticas y defectos del cristal, mientras que Qimiao Si sugiere que los electrones internos de los átomos forman un sistema tan entrelazado entre sí que ya no pueden interactuar con los electrones móviles. Por su parte, Phillips plantea una idea aún más radical: que la corriente en los metales extraños no es transportada por partículas, sino por “no-partículas” —entidades hipotéticas sin masa fija.
Estas ideas, aunque distintas, comparten una visión común: en los metales extraños, la electricidad no se mueve a través de electrones individuales ni de cuasipartículas. En su lugar, se desplaza como una entidad colectiva, sin una estructura claramente identificable. A medida que los científicos exploran nuevos materiales que muestran este comportamiento —desde capas rotadas de grafeno hasta compuestos de níquel—, la noción tradicional de un electrón como unidad básica en la materia sólida está siendo cuestionada.
Según Zaanen, comprender los metales extraños podría requerir “abandonar la idea misma de partícula”. Quizás, como en la transición de la gravedad de Newton a la relatividad de Einstein, estemos al borde de un cambio de paradigma en la física del estado sólido. Uno que nos enseñe no solo a comprender mejor los materiales, sino también a redibujar los límites de la realidad cuántica.
