{"id":742,"date":"2014-01-04T13:17:43","date_gmt":"2014-01-04T12:17:43","guid":{"rendered":"http:\/\/www3.icmm.csic.es\/superconductividad\/?page_id=742"},"modified":"2018-02-26T09:57:30","modified_gmt":"2018-02-26T09:57:30","slug":"bosones-y-fermiones","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/wp.icmm.csic.es\/superconductividad\/fisica-cuantica-y-transiciones\/fisica-cuantica\/bosones-y-fermiones\/","title":{"rendered":"Fermiones, bosones y anyones"},"content":{"rendered":"

Cuando queremos describir un sistema de muchas part\u00edculas elementales tales como el electr\u00f3n necesitamos desarrollar una f\u00edsica estad\u00edstica que tenga en cuenta las reglas de la f\u00edsica cu\u00e1ntica. La estad\u00edstica de las part\u00edculas puede ser definida preguntando c\u00f3mo la fase de la funci\u00f3n de onda<\/a> cambia cuando cambiamos sus coordenadas.<\/p>\n

Si la fase no cambia la funci\u00f3n de onda es sim\u00e9trica bajo el intercambio de dos part\u00edculas y hablamos de bosones<\/em>. Los bosones tienen spin (momento angular intr\u00ednseco cuantizado)\u00a0entero. Si el cambio de fase da lugar a un signo menos, la funci\u00f3n de onda es antisim\u00e9trica y hablamos de fermiones<\/em>. Los fermiones tienen spin semientero. Los electrones son fermiones que tienen spin 1\/2. En los fermiones el esp\u00edn es tambi\u00e9n el flujo magn\u00e9tico cuantizado. Si el cambio de fase es arbitrario hablamos de anyones<\/em>.<\/p>\n

Si dos part\u00edculas con esp\u00edn semientero o fermiones (como los electrones, neutrones, protones..) est\u00e1n en el mismo estado cu\u00e1ntico la funci\u00f3n de onda antisim\u00e9trica se anula. Esta es la base para el principio de exclusi\u00f3n de Pauli para las part\u00edculas fermi\u00f3nicas que establece que dos part\u00edculas no pueden ocupar el mismo estado cu\u00e1ntico. El principio de exclusi\u00f3n de Pauli est\u00e1 detr\u00e1s de la estabilidad de los elementos qu\u00edmicos y de la formaci\u00f3n de la tabla peri\u00f3dica y por tanto de toda la materia que nos rodea y de la que estamos formados.<\/p>\n

Por otro lado las part\u00edculas con esp\u00edn entero o bosones (como los fotones que son los cuantos de la luz o los pares de Cooper<\/a>) s\u00ed pueden ocupar el mismo estado cu\u00e1ntico, lo que permite que puedan condensar en el estado cu\u00e1ntico de m\u00ednima energ\u00eda. Este hecho es clave para la formaci\u00f3n del l\u00e1ser por fotones y para la formaci\u00f3n del estado superconductor por pares de Cooper.<\/p>\n

Los anyones solo existen en dos dimensiones por cuestiones topol\u00f3gicas<\/a>. Son part\u00edculas m\u00e1s elusivas de encontrar en la Naturaleza. Existen en casos muy determinados de materia condensada donde el material es sometido a un campo magn\u00e9tico muy fuerte (efecto Hall fraccionario). Recientemente existe una gran excitaci\u00f3n por la posibilidad de encontrar anyones no abelianos <\/a>(donde el intercambio de part\u00edculas no conmuta) en los superconductores topol\u00f3gicos<\/a>. Anteriormente se hab\u00eda propuesto que los anyones no abelianos se pod\u00edan utilizar para la construcci\u00f3n de un ordenador cu\u00e1ntico topol\u00f3gico.<\/p>\n

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