🧺 Electrones sin masa y electrones con masa infinita, conviviendo en una misma lámina. Eso es lo que dice haber fabricado un equipo de investigación japonés. Lo leímos varias veces y, la verdad, no terminamos de entenderlo. Al investigar, resultó que la palabra clave de la historia, kagome, es el nombre del tejido de las cestas de bambú japonesas.

Primero: ningún electrón se volvió más pesado

En septiembre de 2026, Newswitch, el sitio de noticias del diario económico Nikkan Kogyo Shimbun, presentó el hallazgo con un titular sobre un material con dos tipos de electrones: uno con masa cero y otro con masa infinita. Tomado al pie de la letra, es imposible. La masa de un electrón no cambia por ponerlo en otro sitio.

Lo que cambia es cómo se mueve. Dentro de un sólido, el electrón recibe empujones constantes de los átomos que lo rodean, o en este caso de las moléculas. Los físicos resumen ese efecto en un número, la masa efectiva, que no mide cuánto pesa el electrón sino con qué facilidad se mueve cuando lo empujan: si es pequeña, avanza sin esfuerzo; si es grande, apenas se mueve.

Así que masa cero y masa infinita nombran los dos extremos de la movilidad. Es solo una imagen, pero sirve: un electrón sobre hielo tan liso que no puede frenar y otro hundido en un barro tan espeso que no logra dar ni un paso.

Un panal y una cesta tejida

Que un electrón acabe en un extremo u otro depende del dibujo sobre el que está. Uno es el panal, hexágonos encajados como en una colmena, cuyo ejemplo más conocido es el grafeno, una lámina de carbono de un solo átomo de grosor. Cuando sus descubridores recibieron el Nobel de Física en 2010, la explicación divulgativa de la Real Academia Sueca de Ciencias contaba que sus electrones se comportan como si no tuvieran masa y avanzan a una velocidad constante de unos 1000 kilómetros por segundo. Ese es el lado del hielo.

El otro es el patrón kagome, en el que los triángulos solo se tocan por las puntas y dejan huecos hexagonales entre sí. Sobre este dibujo, algunos electrones quedan atrapados dentro de los hexágonos, porque sus ondas se superponen de tal forma que anulan todas las salidas. Se dice que su masa efectiva es casi infinita: es el lado del barro.

El equipo del Instituto Nacional de Ciencia de Materiales (NIMS) de Japón fabricó un híbrido de ambos, llamado red kagome diatómica o, por su forma, red de estrella.

Un momento, ¿kagome es japonés?

Sí. Kagome es el tejido de una cesta de bambú: kago (cesta) y me (ojo), por los huecos de la trama.

Según una carta que el físico japonés Mamoru Mekata publicó en 2003 en la revista estadounidense Physics Today, el nombre se lo puso Kodi Husimi, de la Universidad de Osaka. Pintaba por afición, y su gusto por el arte lo llevó a elegir una palabra de artesanos. El primer artículo de física con ese nombre salió en 1951, firmado en solitario por su joven colega Itiro Syôzi en la revista Progress of Theoretical Physics. La publicación era nueva y tenía pocos lectores, así que el trabajo se conoció poco a poco.

Mekata también señaló que alguien que oyera la palabra por primera vez podría pensar que kagome era el apellido de un científico japonés. No lo es. Es una cesta.

Unos 75 años después, un laboratorio japonés ha tejido una con moléculas.

Moléculas con forma de hélice que se ordenan solas

El equipo del NIMS, del que forman parte Takashi Uchihashi, subdirector del Centro de Investigación en Nanoarquitectónica de Materiales del NIMS, y el investigador principal Ryuichi Arafune, usó un derivado de tripticeno, una molécula orgánica con forma de hélice de tres aspas.

Las moléculas no se colocaron una por una. Sobre una superficie de plomo, se ordenaron solas: las hélices se unieron en hexágonos y los hexágonos se extendieron hasta formar una lámina plana con el dibujo de estrella.

Izquierda: estructura del derivado de tripticeno con forma de hélice. Centro: imágenes de microscopio de efecto túnel de la lámina molecular y de los electrones en su borde. Derecha: esquema de la red

Fuente: Instituto Nacional de Ciencia de Materiales (NIMS)

Según el NIMS, la gran mayoría de los materiales cuánticos conocidos son inorgánicos. Las moléculas orgánicas se diseñan con mucha libertad, pero suelen unirse entre sí de forma demasiado débil como para que los electrones pasen de una a otra. La forma de hélice resuelve ese problema: las aspas quedan de pie, cada una se apoya cara a cara en un aspa de la molécula vecina y los electrones pueden cruzar. El artículo llama a este tipo de contacto enlace panqueque.

Con un microscopio de efecto túnel, que recorre la superficie con una punta finísima, los investigadores confirmaron señales de los dos tipos de electrones. Además, a lo largo de los bordes rectos de la lámina, los electrones se acumulaban en un estado que solo aparece allí y no en el interior.

Los físicos lo llaman estado de borde topológico. La topología es la rama de las matemáticas que estudia la forma de conjunto y no los detalles, y este estado nace del dibujo de toda la lámina, no de un accidente en la frontera. Según el artículo, corresponde a los estados de borde conocidos en el grafeno. El NIMS afirma que las versiones de esta red en materiales reales siguen siendo escasas.

En el estudio participaron la Universidad de Saga, la Universidad Femenina de Nara, el Toyota College (un colegio técnico nacional) y la Universidad de Kiel (Alemania), entre otros. Se publicó en línea el 2 de septiembre de 2026 en Nano Letters, revista de la Sociedad Química Estadounidense. Según el NIMS, contó con financiación de programas de investigación del gobierno japonés, entre ellos subvenciones de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia.

¿Y para qué sirve?

Todavía nadie lo sabe. Hasta la lista de deseos del propio NIMS viene con un tal vez. Según el instituto, redes como esta podrían permitir algún día alternar entre un estado semiconductor en el que los electrones se mueven con facilidad y la superconductividad, fabricar interruptores ópticos ultrarrápidos y de consumo mínimo, o transportar energía sin pérdidas a temperatura ambiente. Newswitch lo planteó de forma más modesta: explorar para qué podría servir el material. Como cambiar la forma de la molécula ajusta la red, el equipo quiere aprender a usar a voluntad los dos tipos de electrones.

También los usos del grafeno fueron inciertos en su día. Andre Geim y Konstantin Novoselov, de la Universidad de Mánchester, lo arrancaron de un trozo de grafito como el de los lápices con cinta adhesiva común y publicaron sus resultados en 2004. Cuando recibieron el Nobel seis años después, la explicación divulgativa de la Academia decía que las computadoras de grafeno eran aún un sueño lejano y que, por ahora, sobre sus usos solo cabía especular. La lámina kagome está en una etapa todavía más temprana.

Kagome pasó del vocabulario de los cesteros a artículos de física de todo el mundo. ¿Hay alguna palabra de su idioma escondida en la ciencia de la misma manera?

Referencias