O termo "quasicristal superfluido" soa como algo que um vilão de quadrinhos poderia usar para realizar seus planos covardes.

Na realidade, é uma nova forma de matéria proposta por físicos teóricos da Universidade do Texas em Dallas em um estudo recente publicado na revista Cartas de revisão física . O estudo também descreve uma "receita" para fazer materiais exóticos no laboratório.

A maioria das pessoas está familiarizada com os três estados fundamentais da matéria:sólido, líquido e gás. Na verdade, existem vários outros, incluindo plasma, que se encontra dentro do sol e de outras estrelas, e condensados ​​de Bose-Einstein, que são muito densos e existem apenas nas temperaturas frias mais extremas.

Um superfluido é um estado exótico da matéria com propriedades incomuns. Tem viscosidade zero, o que significa que ele pode fluir por uma superfície e não desacelerar - ou perder energia - devido ao atrito com a superfície. Superfluidos, como o hélio líquido, deve ser resfriado a temperaturas extremamente baixas para que tais propriedades surjam.

"Se o seu café da manhã fosse um superfluido, e você mexeu com uma colher, você poderia remover a colher e o café nunca parava de se mover, "disse o Dr. Chuanwei Zhang, professor de física na Escola de Ciências Naturais e Matemática e autor correspondente do estudo. "Os fluidos regulares irão eventualmente parar devido ao atrito com o copo."

Um superfluido e um quasicristal

Cerca de 50 anos atrás, pesquisadores propuseram um novo tipo de matéria que combinava as propriedades de um superfluido com as de um cristal sólido. Apelidado de supersólido, só nos últimos dois anos os cientistas foram capazes de produzir esse material incomum em laboratório.

"Na física, temos uma definição muito estrita do que é um fluido e o que é um sólido, "Zhang disse." A água líquida não pode se comportar como um sólido, e vice versa. Eles podem ser misturados, por exemplo, em um copo de água gelada, mas eles ainda são formas separadas de matéria. "

No mundo da física quântica, que descreve como a matéria se comporta no nível de átomos e partículas individuais, Isto não é sempre verdade, Zhang disse.

"Um supersólido é um fluido que flui sem atrito, cujos átomos também estão dispostos de forma periódica, assim como eles estão em um sólido cristalino, "disse ele." Estes dois estados, que são mutuamente exclusivos em nossa vida cotidiana, pode existir ao mesmo tempo no mesmo material físico no mundo quântico. "

Em seu novo estudo, Zhang e seus colegas sugerem o próximo passo lógico - propor um novo tipo de matéria que é ao mesmo tempo um superfluido e um quasicristal.

Um cristal, como sal de cozinha, tem átomos que são organizados em uma ordem altamente padrão periódico que não muda quando você gira ou o repete, Zhang disse. Um tabuleiro de damas pode ser considerado um cristal bidimensional. Quasicristais, por outro lado, são materiais cujos átomos são ordenados e têm estrutura como em um cristal, mas seu arranjo não é periódico - não se repete.

"Fizemos a pergunta, você pode ter um novo estado quântico de matéria que seja um quasicristal e um superfluido? ", disse Zhang.

A resposta é sim, pelo menos de princípios físicos, Zhang disse.

O material proposto por Zhang e seus colegas deve fluir sem atrito, ao mesmo tempo que exibe uma estrutura quasicristal.

"Esta é uma teoria no momento, mas neste artigo, sugerimos uma configuração experimental semelhante ao experimento que produziu os primeiros supersólidos, "Disse Zhang." A boa notícia é que não deveríamos ter que inventar nenhuma nova tecnologia para realmente fazer esse material. Basicamente, envolve disparar lasers em um condensado de Bose-Einstein. "

Junpeng Hou, o principal autor do estudo e aluno de doutorado em física na UT Dallas, disse que a produção do material ainda pode ser um desafio.

"Pode levar vários anos para que um novo supersólido se torne experimentalmente realizado, "Hou disse." Mas eu acredito que nosso sistema não demoraria tanto, talvez um ou dois anos. "