Novo estado da matéria foi criado em laboratório: os supersólidos

Pesquisadores conseguiram colocar átomos em um estado da matéria considerado impossível por 50 anos. Desde que foi proposto teoricamente na Rússia comunista, ninguém tinha chegado tão perto de criar um supersólido: estado em que a matéria é rígida, mas ainda flui como um líquido superfluido.

Na escola você aprendeu que a matéria pode ter três estados: sólido, líquido e gasoso. Existe mais um que ocorre em condições normais, o plasma. Já nos laboratórios, conseguimos criar mais alguns, o Bose-Einstein e o tunneling, este exclusivo do mundo quântico, que contém as menores partículas existentes no Universo.

Só que, por anos, a ciência tentou forçar átomos a assumirem o estado de supersólido. Primeiro, o material teria que ser superfluido – ou seja, um líquido de zero viscosidade. Se um suco tivesse essa propriedade, por exemplo, e você mexesse no copo com uma colher, ele continua girando eternamente, por causa da inércia e da falta de resistência.

Já não são muitos líquidos que são superfluidos: um composto em estado sólido que também tenha essa característica não é só difícil de imaginar, mas também de colocar em prática. Um copo de suco congelado que gira eternamente.

E parece que conseguimos fazer isso pela primeira vez: não só em um experimento, mas em dois, em diferentes partes do mundo. Uma conquista foi realizada no MIT e a outra, com métodos totalmente diferentes, em Zurique, na Suíça.

Os dois times começaram já usando um composto no quinto estado da matéria, o de Bose-Einstein. Eles utilizaram uma amostra de rubidium e baixaram sua temperatura até ficar bem próxima do zero absoluto da Escala Kelvin, o mais frio possível no Universo. Virou um condensado de Bose-Einstein.

Nesse estado, o frio é tanto que os átomos congelam e não conseguem mais se mexer. Eles acabam grudadinhos, como um único superátomo – mas mantém a característica de superfluidos. Por causa disso, é um ótimo ponto de partida para criar um supersólido.

Na Suíça, os pesquisadores colocaram o condensado em câmeras de ressonância óptica. Usaram lasers lá dentro para moldar o superátomo em uma estrutura de cristal, toda regular e rígida, indicando estado sólido.

No MIT, nos Estados Unidos, eles combinaram o laser a outros métodos de congelamento para chegar ao condensado – e ao invés de rubidium, usaram átomos de sódio. Depois, também moldaram seu “átomão” de sódio fluido criando uma diferença de densidade de átomos em diferentes regiões do condensado.

Ainda falta verificação independente para corroborar a conclusão dos dois experimentos, mas o fato de que pesquisadores sem nenhuma ligação conseguiram resultados parecidos dá força para as evidências de que criamos os primeiros supersólidos da história.

Mas é claro que o tema vai continuar gerando polêmica – parte da comunidade científica não viu nenhum problema de método, mas reclamou dos grupos terem usado condensados de Bose-Einstein em vez de hélio, como foi proposto na teoria original dos supersólidos dos anos 1970. Nobel de preciosismo.

Este conteúdo foi originalmente publicado no site da Superinteressante.