Supersólidos são materiais fluidos e sólidos ao mesmo tempo. Físicos de Innsbruck e Genebra investigaram pela primeira vez o que acontece quando tal estado é desequilibrado. Eles descobriram uma forma suave de um sólido de grande interesse para a ciência. Como os pesquisadores liderados por Francesca Ferlaino e Thierry Giamarchi relatam em Física da Natureza , eles também foram capazes de reverter o processo e restaurar a supersolididade.

Ano passado, mais de cinquenta anos após as propostas teóricas iniciais, pesquisadores em Pisa, Stuttgart e Innsbruck tiveram sucesso pela primeira vez de forma independente na criação dos chamados supersólidos usando gases quânticos ultracold de átomos de lantanídeos altamente magnéticos. Este estado da matéria é, num sentido, sólido e líquido ao mesmo tempo. "Devido aos efeitos quânticos, um gás muito frio de átomos pode desenvolver espontaneamente uma ordem cristalina de um cristal sólido e um fluxo de partículas como um líquido quântico superfluido, ou seja, um fluido capaz de fluir sem qualquer atrito, "explica Francesca Ferlaino, do Instituto de Óptica Quântica e Informação Quântica da Academia Austríaca de Ciências e do Departamento de Física Experimental da Universidade de Innsbruck." Muito simplificado, um supersólido dipolar pode ser imaginado como uma cadeia de gotículas quânticas que se comunicam entre si por meio de um banho de fundo superfluido, "diz Thierry Giamarchi, físico teórico da Universidade de Genebra.

Surpreendentemente reversível

No Física da Natureza , os pesquisadores agora relatam como esse estado supersólido reage se o banho de superfluido entre as gotículas for drenado pelo controle do campo magnético externo. "Fomos capazes de mostrar que, sem o banho, as gotículas perdem rapidamente o conhecimento umas das outras e começam a se comportar como pequenos sistemas quânticos independentes - elas se defasam. O supersólido se transforma em um sólido normal, "diz Maximilian Sohmen da equipe de Francecsa Ferlaino." Isso é sólido, ' Contudo, ainda está mole, pode oscilar e suportar muitas excitações coletivas, chamados fônons, "acrescenta Philipp Ilzhöfer da equipe de Innsbruck." Isso torna este estado um assunto de estudo muito interessante, mas complexo, com fortes conexões com a física do estado sólido e outros campos. "

Talvez surpreendentemente, os físicos de Innsbruck também foram capazes de reverter esse processo de defasagem:quando eles reabasteceram o banho de fundo, as gotículas renovaram sua comunicação por tunelamento de partículas e restabeleceram a supersolididade.