A luz se torna um estado estranho da matéria: cientistas criam o primeiro supersólido
Pela primeira vez, cientistas conseguiram transformar a luz em um supersólido, um estado peculiar da matéria que combina as propriedades de um sólido e de um líquido. A descoberta pode revolucionar várias tecnologias.
Uma equipe de cientistas conseguiu um feito sem precedentes: transformar luz em um supersólido. Até agora, esse fenômeno só havia sido observado em sistemas atômicos, mas esta é a primeira vez que ele foi obtido por meio do acoplamento de luz e matéria. Esta descoberta pode abrir novos caminhos no estudo da física quântica e na pesquisa de materiais exóticos.
Supersólidos são um enigma da mecânica quântica. São materiais que, embora tenham uma estrutura cristalina sólida, também podem fluir sem atrito, como um líquido sem viscosidade. Esse comportamento contraditório desafia a compreensão convencional dos estados da matéria.
A chave: temperaturas extremas
Supersólidos requerem condições extremas para se formar, particularmente temperaturas próximas do zero absoluto (-273,15°C). Nessas temperaturas, os efeitos quânticos dominam o comportamento das partículas, permitindo que propriedades inesperadas surjam.
A ausência de calor faz com que as partículas interajam de maneira ordenada, sem a interferência do movimento térmico.
Este estado da matéria também implica a ausência de viscosidade. Normalmente, os fluidos resistem ao movimento devido ao atrito interno, mas supersólidos e superfluidos desafiam essa regra.
Um exemplo clássico é o hélio-4, que, quando resfriado a temperaturas extremas, flui sem resistência e desafia a gravidade ao subir pelas paredes do seu recipiente.
O processo: luz convertida em matéria
Até agora, supersólidos foram criados usando gases atômicos ultrafrios, mas este novo estudo alcançou um avanço importante ao usar polaritons. Essas entidades são o resultado do acoplamento de fótons (partículas de luz) com quasipartículas, como éxcitons, por meio de intensas interações eletromagnéticas.
Esse mecanismo permite que os polaritons se condensem no menor estado de energia possível, um requisito essencial para a formação de um supersólido. Em termos simples, os cientistas conseguiram combinar luz e matéria para criar esse exótico estado quântico.
Aplicações futuras
O estudo de supersólidos tem implicações em diversos campos. Esses materiais oferecem uma janela para a compreensão da interação fundamental entre partículas sem a interferência da temperatura. Entender sua dinâmica pode impulsionar avanços em supercondutores, computação quântica e até mesmo o desenvolvimento de lubrificantes sem atrito.
Os pesquisadores ainda estão explorando as potenciais aplicações tecnológicas desses materiais, mas esta descoberta marca um passo crucial para manipular luz e matéria em níveis sem precedentes. Com estudos mais aprofundados, os supersólidos podem desempenhar um papel fundamental na revolução da física quântica e da tecnologia futura.
Referência da notícia
Emerging supersolidity in photonic-crystal polariton condensates. 05 de março, 2025. Trypogeorgos, et al.