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Los huecos (en rojo) son sólo ausencias de electrones (en amarillo) y, sin embargo, pueden formar cristales. Foto: M. Bonitz.

Un inusual estado de la materia consistente en una cristal de huecos ha sido recientemente descubierto por científicos alemanes. Podría servir para estudiar las estrellas de neutrones o la superconductividad a muy alta temperatura.
El hallazgo fue reportado en Physical Review Letters (2 de diciembre 2005). El equipo dirigido por Michael Bonitz (Kiel University) ha hecho una simulación computacional de esta extraña forma de organizarse de la materia y son capaces de predecir las condiciones para su formación.
Hasta ahora este estado de la materia era sólo una especulación.
Quizás no nos demos cuenta, pero vivimos rodeados de agujeros (y no me refiero a las obras de las calles). Éstos están en el interior de los materiales semiconductores que utilizamos en todos los dispositivos electrónicos, desde nuestras televisiones, nuestro estéreo, nuestro portátil, etc.
En estos materiales, si se dopan con las sustancias adecuadas, pueden tener algunas posiciones en las que debería de haber electrones una ausencia o vacante del mismo. Este agujero o hueco se comporta entonces como una carga positiva moviéndose a los largo del semiconductor cuando se aplica una corriente eléctrica. Estos son los semiconductores de tipo p (de positivos), aunque también los hay de tipo n (de negativo) en los que no entraremos.
Estos investigadores han demostrado teóricamente que, en ciertos tipos de semiconductores con una determinada estructura de banda, los huecos se disponen regularmente formando una estructura que podríamos calificar de cristalina por el orden de sus componentes.
Cuando hay pocos huecos éstos se comportan como si fuesen un líquido, pero si su masa (es una definición de masa especial que se aplica a ciertas partículas cunado se encuentran dentro de un sólido cristalino ordinario) excede unas 80 veces la masa del electrón el líquido de huecos se transforma en un sólido cristalino. Además, el sistema semiconductor así obtenido, bajo condiciones de reducción presión, crea un condensado de Bose-Einstein de excitones formados por pares electrón-hueco.
Naturalmente el próximo paso es la realización de los pertinentes experimentos que confirmen el resultado. Ya se han propuesto los materiales adecuados con los que comprobar esto último.
El cristal de huecos presenta similitudes teóricas con la estructura de las estrellas de neutrones. Como es imposible reproducir las condiciones que hay en el interior de una estrella de neutrones en nuestros laboratorios se ha sugerido que se podría estudiar experimentalmente en su lugar un cristal de huecos de este tipo.
Otro campo de interés sería el estudio de la superconductividad. Algunos (Alexei Abrikosov) han propuesto que este tipo de sistemas presenten superconductividad a muy alta temperatura.
Es de suponer también que se puedan obtener aplicaciones electrónicas prácticas a partir de este descubrimiento.

Referencia: Revista electrónica Focus de la Sociedad Americana de Física.