Un nuevo estado de la materia ha sido detectado en otra dimensión

Durante un nuevo estudio publicado en la revista Nature un grupo de físicos observaron un nuevo estado de la materia conocido como supersólido en una nueva dimensión. Según la información dada, dicha materia posee la estructura de un cristal con partículas que fluyen como un líquido en su interior.

Hace aproximadamente 60 años en la década de los 60’s, los científicos desarrollaron una teoría sobre la existencia de los supersólidos; una materia cuyas características correspondían al estado de los sólidos y líquidos de manera simultánea.  

Durante los primeros estudios se tenía la hipótesis de que algunos materiales podrían alcanzar un estado con orden cristalino y fijo en sus partículas; así como también generar partículas deslocalizadas fluyendo a través del sistema; siendo comportamientos propios de los sólidos y líquidos, pero unidos.

Sin embargo, desde ese entonces el poder llevar tal idea teórica al laboratorio no había sido nada fácil; hasta que en el año 2019 no fue posible demostrar la existencia del estado supersólido, por lo que no pudieron hacer nada al respeto.

No obstante, gracias a un nuevo estudio en el que se profundizó aún más la teoría, los físicos lograron observar a través de otra dimensión, un nuevo descubrimiento en la física, con la existencia de los supersólidos.  

Estudios del nuevo estado de la materia

Una de las principales complicaciones que presentó esta teoría fue el hecho de demostrar el comportamiento de la materia; pues cuando un líquido se convierte en sólido, su densidad se va amoldando conforme emerge la matriz ordenada de las partículas; lo que significa que, los sólidos poseen sus átomos dispuestos en un orden regular, que forman estructuras rígidas y visibles. Mientras que, en los líquidos, sus partículas se encuentran en constante movimiento con tendencia a expandirse. Entonces para poder llegar al estado supersólido, se tendría que conjugar ambos estados en un mismo material.

Por otro lado, los anteriores teóricos habían señalado al helio sólido como el principal propuesto para demostrar esta teoría. Sin embargo, a pesar de todos los esfuerzos realizados, aún no ha sido posible demostrarlo.

Pero la ciencia nunca se dio por vencida, por lo que estuvo en la búsqueda de enfoques alternativos con lo que pudiese ser posible tanto demostrar la existencia del supersólido como seguir avanzando en su investigación. Fue entonces como encontraron el caso de los gases cuánticos, uno de los fenómenos cuánticos macroscópicos.

Descubrimiento del primer supersólido

Acorde a lo explicado por Francesca Ferlaino, de la Universidad de Innsbruck, quien pudo producir por primera vez estados supersólidos a partir de gases cuánticos ultracongelados de átomos de lantánido; un gas de átomos sumamente frío a causa de los efectos cuántico, puede ser capaz de desarrollar de forma espontánea un orden de un cristal sólido; así como también, un flujo de partículas como líquido cuántico superfluido. Lo que en otras palabras quiere decir que, tiene la temperatura de un cristal con partículas que fluyen en su interior como un líquido.

Lo que sucede es que la interacción magnética permite que los átomos se organicen de manera automática en forma de gotas y se ordenen en un patrón regular. Según lo apuntado por el físico teórico del Instituto de Física Fundamental, dependiente del CSIC, Juan José García Ripoll, “con esto se la conseguido convencer a una materia que tiende a expandirse a que se mantenga confinada en una estructura regular”.

Añadiendo que, “anteriormente se han hecho otros experimentos, pero obligando a la materia”. En este sentido, el enfoque se basa en que la materia es capaz de cierta forma de decidir por si misma su puede llegar a este estado. “Sin olvidarnos de que se trata de un conjunto predecible y reproducible; por lo que es considerado como un nuevo hito de la física fundamental”. Exclamó García.

Comportamiento del nuevo estado de la materia

Los átomos que se hayan dentro de estas gotas ordenadas, formando una estructura cristalina, se caracterizan porque cada partícula es deslocalizada por medio de todas las gotas, en existencia simultanea en cada gota. Así lo dio a conocer el integrante del equipo de Francesca Ferlaino, Matthew Norcia, al decir que, “prácticamente se tiene un sistema con varias regiones de densidad alta que a la vez comparte los mismos átomos deslocalizados”. Llegando a tener los mismos átomos en todas las gotas al mismo tiempo; lo cual crea una onda cuántica en una peculiar formación que admite efectos como un flujo sin fricción, a pesar de tener un orden espacial.

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