Un equipo de físicos australiano crea el primer supersólido 2D capaz de fluir sin fricción

Tras más de 50 años investigando, un equipo de físicos australiano ha conseguido una hazaña para la historia: crear un supersólido bidimensional en el laboratorio por primera vez. 

Los supersólidos son materiales francamente raros y extraños con átomos dispuestos en una estructura ordenada de sólido, pero la particularidad es que pueden fluir sin fricción, como un superfluido. 

"Para imaginar un supersólido, considere un cubo de hielo sumergido en agua líquida, con un flujo de agua sin fricción a través del cubo", escribe el físico Bruno Laburthe-Tolra del Laboratorio de Física Láser en París, en un artículo de News & Views publicado en la revista Nature del que se hace eco Science Alert.

Hasta el momento se había logrado crear un supersólido utilizando átomos magnéticos ultrafríos, pero solo de una sola dimensión, por lo que el hallazgo es todavía más grande. 

Esta extraña dualidad significa que los supersólidos se conocen como un estado mecánico cuántico de la materia. Al igual que otros fenómenos cuánticos, las partículas están encerradas en una estructura sólida rígida, pero también deslocalizadas al mismo tiempo, por lo que pueden comportarse como una onda y fluir libremente, sin fricción, en todo el sólido. 

Ahora los investigadores están centrados en los gases cuánticos ultrafríos: nubes de átomos fuertemente magnéticos que se enfrían muy por debajo del cero absoluto. Al estar magnetizados logran interactuar de formas únicas que conducen a este extraño estado mecánico cuántico de supersolidez. 

"Normalmente, uno pensaría que cada átomo se encontraría en una gota específica, sin forma de interponerse entre ellos", apunta Matthew Norcia, el físico involucrado en el nuevo avance de la Universidad de Innsbruck en Austria. 

"Sin embargo, en el estado supersólido, cada partícula está deslocalizada a través de todas las gotas, existiendo simultáneamente en cada gota. Entonces, básicamente, tienes un sistema con una serie de regiones de alta densidad (las gotas) que comparten los mismos átomos deslocalizados". 

Con este logro se abren las puertas para estudiar los fenómenos que pueden estudiar con estas extrañas nubes de gas.

"Por ejemplo, en un sistema supersólido bidimensional, se puede estudiar cómo se forman los vórtices en el agujero entre varias gotas adyacentes", explica Norcia. "Estos vórtices descritos en teoría aún no se han demostrado, pero representan una consecuencia importante de la superfluidez", agrega. 

Todavía falta mucho camino por recorrer, pero los investigadores tienen claro que crear un supersólido más grande es muy complicado, ya que el estado de la materia es muy sensible a la trampa magnética que han creado. 

Lo que sí está claro es que esta hazaña conducirá a una mayor comprensión de este extraño estado de la materia y de las fuerzas cuánticas que gobiernan la realidad.