Sabemos que existen tres estados fundamentales de la materia: sólido, líquido y gaseoso; pero quizá no sabías que existen formas adicionales y desconocidas, como el plasma que se puede hallar en las estrellas, y los condensados de Bose-Einstein que pueden existir solamente en las más bajas temperaturas.

Ahora, un equipo de físicos de la The University of Texas at Dallas (UT), ha descubierto una nueva materia teórica, a la que han denominado «superfluid quasicrystal» (o «cuasicristal superfluido» en español).

Antes de pasar a explicar qué es el «cuasicristal superfluido», debemos entender qué es un superfluído. Se trata de una forma exótica de líquido que posee propiedades muy inusuales. Una de sus características es que no poseen viscocidad en absoluto, por lo que no producen fricción cuando fluyen por una superficie, y por lo tanto no pierden energía y tampoco disminuyen su velocidad. Un superfluido puede ser obtenido al enfriar líquidos como el helio a temperaturas extremadamente bajas.

Chuanwei Zhang, profesor de física en la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas en la UT dijo en un comunicado:

Si tu café de la mañana fuera un superfluido y lo revolvieras con una cuchara, podrías quitar la cuchara y el café nunca dejaría de moverse. En cambio, los fluidos regulares eventualmente se detendrán debido a la fricción con la taza”.

Al combinar un superfluido con un cristal sólido se obtendrá un supersólido, que es una forma exótica de materia propuesta hace 50 años, pero que ha sido posible producir recientemente.

De acuerdo a las leyes de la física que rigen nuestro mundo, podemos ver qué es y cómo se comporta un fluido y un sólido. Por más que intentemos, un líquido jamás se comportará como un sólido y viceversa.

Sin embargo, en la enigmática física de la mecánica cuántica, las cosas no son tan simples.

Equipo de investigación. De izquierda a derecha: estudiante de doctorado Junpeng Hou; Dr. Kuei Sun, profesor titular; El Dr. Chuanwei Zhang, profesor de física; y el Dr. Haiping Hu, un investigador asociado postdoctoral. Crédito: The University of Texas at Dallas

Zhang agrega:

Un supersólido es un fluido que fluye sin fricción cuyos átomos también están dispuestos de forma periódica, tal como están en un sólido de cristal. Estos dos estados, que son mutuamente exclusivos en nuestra vida cotidiana, pueden existir al mismo tiempo en el mismo material físico en el mundo cuántico”.

En vista de esto, los investigadores han sugerido que debería existir un nuevo tipo de materia que combine las propiedades de un superfluido y un cuasicristal.

La estructura de los cristales se dispone en un patrón de cuadrícula altamente ordenado y que se repite en todas las direcciones; por ejemplo, la sal y los diamantes. Sin embargo los cuasicristales también poseen átomos muy ordenados, pero su disposición no se repite, es decir no es periódica.

El cuasicristal planteado por el equipo propone una estructura atómica no periódica, y además es capaz de fluir sin fricción.

Zhang agrega:

Esta es una teoría en este momento, pero en este documento, sugerimos una configuración experimental similar al experimento que produjo los primeros supersólidos. La buena noticia es que no deberíamos tener que inventar ninguna tecnología nueva para fabricar este material. Básicamente implica disparar láser a un condensado de Bose-Einstein”.

Aunque producir un cuasicristal superfluido se vea como una tarea demasiada complicada, los investigadores creen que podría ser realidad en los próximos años.

El estudio científico ha sido publicado en la revista Physical Review Letters.

Artículo escrito por: Fernando T. para CodigoOculto.com

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