¿Sólido, líquido, gaseoso y…?

¿En qué consiste?

Cuando la materia se enfría por encima del cero absoluto surgen fenómenos curiosos. Uno de ellos es aquel en el que la estructura cristalina se combina con el flujo sin fricción al mismo tiempo. Sus resultados se han publicado en la ETH, así como en la revista 'Nature'.

Sólido, líquido y gaseoso son los tres estados de la materia definidos por la ciencia. Es difícil imaginar que las sustancias pudieran exhibir simultáneamente propiedades de dos o incluso tres de ellos. Pero este fenómeno es posible encontrarlo en la física cuántica, donde la materia puede mostrar características que a primera vista parecen mutuamente excluyentes.

La supersolidez es el ejemplo de uno de estos estados paradójicos: en esta condición los átomos combinan una estructura cristalina, aunque a la vez tienen características de superfluido, en el cual las partículas se mueven sin fricción.

¿Cómo se descubrió?

El experimento consistió en colocar una pequeña cantidad de gas de rubidio en una cámara de vacío y enfriarlo a una temperatura de unas pocas billonésimas de kelvin por encima del cero absoluto, de modo que los átomos se condensan en lo que se conoce como 'condensado de Bose-Einstein'. En este peculiar estado cuántico mecánico resultó comportarse como un superfluido.

Después, los investigadores colocaron este condensado en un dispositivo con dos cámaras de resonancia óptica entrecruzadas, cada una de las cuales con dos pequeños espejos opuestos. El condensado fue iluminado con luz láser, que se dispersó en ambas cámaras.

La combinación de estos dos campos de luz en las cámaras de resonancia provocó que los átomos en el condensado adoptaran una estructura parecida a la de un cristal. Aunque al mismo tiempo el condensado conservaba sus propiedades superfluidas, dado que sus átomos todavía podían fluir sin ninguna entrada de energía, lo que es imposible en un sólido normal.

Antes del experimento realizado por la ETH, la supersolidez era un estado teórico. La investigación de la ETH ha confirmado la idea de un estudio realizado en el año 1969, que sugirió que el superfluido también podría tener una estructura cristalina.