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Los científicos han detectado oficialmente por primera vez características de superfluidez (un fluido cuántico con viscosidad cero) en el interior de un supersólido bidimensional.
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En un nuevo estudio, físicos de la Universidad de Innsbruck en Austria utilizaron campos magnéticos para bazuquear cuidadosamente un supersólido de átomos de erbio y detectaron vórtices cuánticos.
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Esto ayudará a los científicos a estudiar las características de los supersólidos en condiciones extremas y al mismo tiempo examinará ciertos aspectos de los objetos celestes como las estrellas de neutrones.
Cuando eras pibe, probablemente aprendiste que hay tres estados de la materia: sólido, transparente y vaporoso. Pero como la mayoría de las cosas en la vida, se vuelve un poco más complicado a medida que envejeces. Por ejemplo, el plasma supercaliente que alimenta el Sol (y, con suerte, los futuros reactores de fusión) es un cuarto estado importante de la materia, y el botellín (los condensados superfríos de Bose-Einstein) ayuda a los científicos a estudiar la naturaleza del mundo cuántico.
Pero se vuelve aún más complicado. Internamente de estos estados de la materia residen otros objetos potencialmente incluso más contrarios a la intuición. Tomemos, por ejemplo, el supersólido, un material que es a la vez superfluido (materia exótica con viscosidad cero) y un sólido. La existencia de este extraño ejemplo de materia se planteó por primera vez como hipótesis hace más de medio siglo, pero examinar los átomos que fluyen independientemente de un supersólido a través de su red cristalina ha sido una tarea extremadamente difícil. Ahora, científicos de la Universidad de Innsbruck en Austria afirman en un nuevo artículo (publicado en la revista Naturaleza) que han agitado con éxito un supersólido bidimensional y observado “vórtices cuánticos”, un aberración que la física Francesca Ferlaino dijo a la AFP es la “prueba irrefutable de la superfluidez”.
“Es un poco como el felino de Schrödinger, que está vivo y muerto, un supersólido es a la vez rígido y transparente”, dijo Ferlaino. en un comunicado de prensa. “Este trabajo es un importante paso delante en la comprensión del comportamiento único de los supersólidos y sus posibles aplicaciones en el campo de la materia cuántica”.
La primera etapa de este extraordinario avance se produjo en 2021, cuando el equipo de Ferlaino desarrolló el primer supersólido bidimensional de larga vida a partir de un gas ultrafrío de átomos de erbio, un metal de tierras raras. Hasta entonces, los supersólidos sólo se habían observado como una serie de gotas en una dimensión. El equipo esperaba que este primer avance pudiera permitir el estudio de los vórtices en el interior del propio supersólido. Si perfectamente esa esperanza no estaba fuera de oportunidad, observar esos tornados cuánticos no fue nadie sencillo.
“El próximo paso, desarrollar una forma de bazuquear el supersólido sin destruir su estado frágil, requirió una precisión aún anciano”, dijo Eva Casotti, autora principal del estudio, en un comunicado de prensa.
El equipo utilizó campos magnéticos para rotar hábilmente el supersólido, y conveniente a que los líquidos en el interior de la red del supersólido no giran rígidamente, este movimiento de reincorporación precisión creó vórtices cuánticos que son un signo revelador de superfluidez. El descubrimiento de este aberración tiene grandes implicaciones para los estudios de laboratorio de la dinámica de supersólidos en condiciones exóticas, pero asimismo podría ayudar a objetar algunas preguntas sobre uno de los objetos celestes más extremos del universo conocido: la suerte de neutrones.
“Se supone que el cambio en la velocidad de rotación observado en las estrellas de neutrones (los llamados fallos) es causado por vórtices de superfluidos atrapados en el interior de las estrellas de neutrones”, dijo Thomas Bland, coautor del estudio, en un comunicado de prensa. “Nuestra plataforma ofrece la oportunidad de aparentar fenómenos de este tipo aquí mismo en la Tierra”.
Considerando que el superficie de una suerte de neutrones vaporizaría el cuerpo humano inmediatamente, estudiar sus características físicas desde allí parece una buena idea.
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