Los supersólidos son materiales que son líquidos y sólidos al mismo tiempo. Físicos de Innsbruck y Ginebra han investigado por primera vez qué sucede cuando un estado así se desequilibra. Descubrieron una forma blanda de un sólido de gran interés para la ciencia. Como informan los investigadores dirigidos por Francesca Ferlaino y Thierry Giamarchi en Física de la naturaleza , también pudieron revertir el proceso y restaurar la supersolidez.

El año pasado, más de cincuenta años después de las propuestas teóricas iniciales, investigadores en Pisa, Stuttgart e Innsbruck lograron independientemente por primera vez crear los llamados supersólidos utilizando gases cuánticos ultrafríos de átomos de lantánidos altamente magnéticos. Este estado de la materia es, en un sentido, sólido y líquido al mismo tiempo. "Debido a los efectos cuánticos, un gas de átomos muy frío puede desarrollar espontáneamente tanto un orden cristalino de un cristal sólido como un flujo de partículas como un líquido cuántico superfluido, es decir, un fluido capaz de fluir sin ningún tipo de fricción, "explica Francesca Ferlaino del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica de la Academia de Ciencias de Austria y del Departamento de Física Experimental de la Universidad de Innsbruck." Muy simplificado, un supersólido dipolar se puede imaginar como una cadena de gotitas cuánticas que se comunican entre sí a través de un baño de fondo superfluido, "dice Thierry Giamarchi, físico teórico de la Universidad de Ginebra.

Sorprendentemente reversible

En Física de la naturaleza , los investigadores ahora informan cómo reacciona ese estado supersólido si el baño superfluido entre las gotitas se drena mediante el control del campo magnético externo. "Pudimos demostrar que sin el baño las gotas pierden rápidamente conocimiento entre sí y comienzan a comportarse como pequeños sistemas cuánticos independientes:se desfasan. El supersólido se convierte en un sólido normal, "dice Maximilian Sohmen del equipo de Francecsa Ferlaino." Este 'sólido, ' sin embargo, sigue siendo suave, puede tambalearse y soportar muchas excitaciones colectivas, llamados fonones, ", añade Philipp Ilzhöfer del equipo de Innsbruck. Esto hace que este estado sea un tema de estudio muy interesante pero complejo con fuertes conexiones con la física del estado sólido y otros campos".

Quizás sorprendentemente Los físicos de Innsbruck también pudieron revertir este proceso de desfase:cuando reabastecieron el baño de fondo, las gotas renovaron su comunicación mediante la formación de túneles de partículas y restablecieron la supersolidez.