Físicos logran que electrones fluyan como un líquido en grafeno

Electrones en grafeno forman una onda de choque supersónica al superar la velocidad del sonido en un fluido. Un experimento de 2025 en la Universidad de Columbia demuestra un comportamiento colectivo similar al del agua.

De partículas individuales a fluido colectivo

La electricidad en un cable convencional es un flujo dispersivo, donde los electrones chocan contra impurezas. En cambio, en un fluido de electrones, estas partículas chocan principalmente entre sí, conservando el momento y permitiendo comportamientos colectivos. Este fenómeno, predicho en 1963 por Radii Gurzhi, se ha confirmado experimentalmente en los últimos años.

El experimento clave: romper la barrera del sonido

Johannes Geurs y Cory Dean en Columbia usaron una boquilla de Laval de grafeno para acelerar electrones. Los electrones alcanzaron velocidades supersónicas para el fluido y, al chocar con electrones más lentos, generaron una onda de choque detectable. Esta es la demostración más directa del fenómeno.

Antecedentes: el papel del grafeno

El descubrimiento del grafeno en 2004 permitió estos avances. Su estructura cristalina casi perfecta reduce las impurezas que dispersan a los electrones. Experimentos posteriores, como los de Andre Geim en 2017, midieron el efecto Gurzhi, donde la resistencia disminuye al aumentar la temperatura, confirmando el comportamiento fluídico.

Repercusión y aplicaciones futuras

Controlar electrones como un fluido abre la puerta a nuevos componentes electrónicos cuya respuesta dependa de la forma del canal. Además, proporciona un nuevo marco teórico para describir sistemas cuánticos complejos usando la hidrodinámica, sin necesidad de rastrear cada partícula individual.