En un avance extraordinario, un equipo de investigadores ha conseguido por primera vez convertir la luz en un supersólido, allanando así el camino hacia nuevos conocimientos sobre los insólitos estados cuánticos de la materia.

Este logro marca un hito importante en el campo de la física de la materia condensada.

Dimitrios Trypogeorgos, del National Research Council de Italia (CNR), dijo en un comunicado:

“Hemos convertido la luz en un sólido. Es impresionante”.

Esta hazaña se basa en trabajos anteriores de Danielle Sanvitto, científica del CNR, que demostró hace más de una década que la luz podía comportarse como un fluido.

Sin embargo, Trypogeorgos, Sanvitto y su equipo han ido más allá creando lo que llaman un “supersólido” cuántico.

La luz se vuelve cuántica

Los supersólidos son materiales únicos con viscosidad cero y una estructura parecida a la de los cristales convencionales, como los que se encuentran en la sal de mesa.

Crédito de imagen: depositphotos.com

A diferencia de los materiales típicos, que se comportan según las leyes físicas conocidas, los supersólidos existen principalmente en el ámbito cuántico, según informa NewScientist.

Hasta ahora, este tipo de materiales sólo se podían conseguir en experimentos controlados con átomos enfriados a temperaturas extremadamente bajas, condiciones en las que los efectos cuánticos se vuelven prominentes y observables.

El experimento se alejó de los métodos anteriores al utilizar un semiconductor conocido como arseniuro de aluminio y galio en lugar de átomos ultrafríos.

Los investigadores dirigieron un láser a una pieza del semiconductor con un patrón específico, que presentaba crestas estrechas.

La interacción entre la luz y el semiconductor dio lugar a la formación de unas partículas híbridas llamadas polaritones.

Cuasipartículas se convirtieron en un supersólido

El patrón de crestas desempeñó un papel fundamental al limitar el movimiento de estas cuasipartículas y sus niveles de energía, lo que permitió que los polaritones se fusionaran en un estado supersólido.

El equipo se enfrentó a un reto importante para consolidar sus hallazgos: tenían que medir con precisión suficientes propiedades de este supersólido recién formado, ofreciendo pruebas de que realmente presentaba características tanto de un sólido como de un fluido sin viscosidad.

Sanvitto destacó la complejidad de la tarea, afirmando que nunca antes se había creado o validado experimentalmente un supersólido hecho de luz.

Supersólido a partir de rayos láser

Alberto Bramati, de la Sorbonne University (Francia), también destacó la importancia del estudio, señalando que contribuye a una comprensión más amplia de cómo la materia cuántica puede cambiar de estado mediante la transición de fase.

Crédito de imagen: GROK / Twitter

Aunque el equipo ha demostrado de forma convincente que ha producido un supersólido, Bramati reconoció que son necesarias mediciones y análisis adicionales para comprender plenamente sus propiedades.

Trypogeorgos se mostró optimista sobre las futuras oportunidades de investigación con supersólidos basados en la luz.

Sugirió que estas formas de materia podrían ser más manejables que las generadas a partir de átomos.

Esta característica podría conducir a una exploración más profunda de estados de la materia novedosos e inesperados y a aplicaciones prácticas en tecnología cuántica.

Mientras el campo de la física cuántica sigue evolucionando, la creación de un supersólido basado en la luz representa un comienzo apasionante para los investigadores.

Con mucho más por descubrir sobre el comportamiento de este nuevo estado de la materia, los científicos están deseosos de profundizar en sus matices, descubriendo potencialmente aplicaciones revolucionarias en los próximos años.

En resumen, convertir la luz en un sólido no es sólo una impresionante demostración de capacidad científica, sino que abre la puerta a nuevos campos de comprensión en el fascinante mundo de la mecánica cuántica.

En su estado actual, esta investigación pionera representa un paso significativo hacia territorios inexplorados en la comprensión de los componentes fundamentales de nuestro universo.

Los hallazgos de la investigación titulada “Emerging supersolidity in photonic-crystal polariton condensates” han sido publicados en la revista Nature.

[FT: newscientist]

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