El término "cuasicristal superfluido" suena como algo que un villano de los cómics podría utilizar para llevar a cabo sus viles planes.

En realidad, es una nueva forma de materia propuesta por físicos teóricos de la Universidad de Texas en Dallas en un estudio reciente publicado en la revista Cartas de revisión física . Su estudio también describe una "receta" para hacer materiales exóticos en el laboratorio.

La mayoría de la gente está familiarizada con los tres estados fundamentales de la materia:sólido, líquido y gas. En realidad, hay varios más, incluido el plasma, que se encuentra dentro del sol y otras estrellas, y condensados ​​de Bose-Einstein, que son muy densos y existen solo a las temperaturas frías más extremas.

Un superfluido es un estado exótico de la materia con propiedades inusuales. Tiene viscosidad cero, lo que significa que puede fluir a través de una superficie y no ralentizarse, ni perder energía, debido a la fricción con la superficie. Superfluidos, como helio líquido, debe enfriarse a temperaturas extremadamente bajas para que emerjan tales propiedades.

"Si el café de la mañana fue superfluido, y lo revolviste con una cuchara, Podrías quitar la cuchara y el café nunca dejaría de moverse, "dijo el Dr. Chuanwei Zhang, profesor de física en la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas y autor correspondiente del estudio. "Los fluidos regulares eventualmente se detendrán debido a la fricción con la taza".

Tanto un superfluido como un cuasicristal

Hace unos 50 años, Los investigadores propusieron un nuevo tipo de materia que combinaba las propiedades de un superfluido con las de un cristal sólido. Apodado un supersólido, Solo ha sido en los últimos dos años que los científicos han podido producir ese material inusual en el laboratorio.

"En física, tenemos una definición muy estricta de lo que es un fluido y lo que es un sólido, ", Dijo Zhang." El agua líquida no puede comportarse como un sólido, y viceversa. Se pueden mezclar juntos, por ejemplo en un vaso de agua helada, pero siguen siendo formas separadas de materia ".

En el mundo de la física cuántica, que describe cómo se comporta la materia a nivel de átomos y partículas individuales, esto no siempre es cierto, Dijo Zhang.

"Un supersólido es un fluido que fluye sin fricción cuyos átomos también están dispuestos de forma periódica, tal como están en un sólido cristalino, ", dijo." Estos dos estados, que son mutuamente excluyentes en nuestra vida diaria, puede existir al mismo tiempo en el mismo material físico en el mundo cuántico ".

En su nuevo estudio, Zhang y sus colegas sugieren el siguiente paso lógico:proponer un nuevo tipo de materia que es tanto superfluido como cuasicristal.

Un cristal como la sal de mesa, tiene átomos que están dispuestos de forma muy ordenada, patrón periódico que no cambia cuando lo gira o lo repite, Dijo Zhang. Se puede pensar en un tablero de ajedrez como un cristal bidimensional. Cuasicristales, por otra parte, son materiales cuyos átomos están ordenados y tienen estructura como en un cristal, pero su disposición no es periódica, no se repite.

"Hicimos la pregunta, ¿Se puede tener un nuevo estado de materia cuántica que sea tanto cuasicristal como superfluido? ”, dijo Zhang.

La respuesta es sí, al menos desde principios físicos, Dijo Zhang.

El material que proponen Zhang y sus colegas debe fluir sin fricción al mismo tiempo que exhibe un estructura cuasicristalina.

"Esta es una teoría en este momento, pero en este artículo sugerimos una configuración experimental similar al experimento que produjo los primeros supersólidos, ", Dijo Zhang." La buena noticia es, no deberíamos tener que inventar ninguna tecnología nueva para fabricar este material. Básicamente implica disparar láseres a un condensado de Bose-Einstein ".

Junpeng Hou, el autor principal del estudio y estudiante de doctorado en física en UT Dallas, dijo que producir el material aún podría ser un desafío.

"Pueden pasar varios años hasta que los nuevos supersólidos se hagan realidad experimentalmente, "Hou dijo." Pero creo que nuestro sistema no tardará tanto, tal vez uno o dos años ".