Cuando un líquido cuántico se vuelve sólido al calentarse

Los supersólidos son un campo de investigación relativamente nuevo y apasionante. Presentan propiedades de sólido y superfluido simultáneamente.

En 2019, tres grupos de investigación lograron demostrar por primera vez sin lugar a dudas este estado en gases cuánticos ultrafríos, entre ellos el grupo de investigación dirigido por Francesca Ferlaino de la Universidad de Innsbruck en Austria.

En 2021, el equipo de Ferlaino estudió en detalle el ciclo de vida de los estados supersólidos en un gas dipolar de átomos de disprosio. Ella y sus colegas observaron algo inesperado: "Nuestros datos sugerían que un aumento de la temperatura favorece la formación de estructuras supersólidas", relata Claudia Politi, del equipo de Ferlaino. "Este sorprendente comportamiento supuso un importante impulso para la teoría, que hasta entonces había prestado poca atención a las fluctuaciones térmicas en este contexto".

Los científicos de Innsbruck aunaron esfuerzos con el equipo de Thomas Pohl de la Universidad de Aarhus en Dinamarca y juntos han elaborado un modelo teórico que puede explicar los resultados experimentales y que respalda la tesis de que el calentamiento de un líquido cuántico puede conducir a la formación de un cristal cuántico. El modelo teórico muestra que, a medida que aumenta la temperatura, estas estructuras pueden formarse con mayor facilidad.

Cuando se calienta un líquido cuántico, pueden aparecer estructuras cristalinas. (Imagen: Aarhus University)

En esta investigación también han participado Juan Sánchez-Baena, de la Universidad de Aarhus y de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), y Fabian Maucher, de la Universidad de Aarhus y de la Universidad de las Islas Baleares en Palma de Mallorca, España.

El estudio se titula “Heating a quantum dipolar fluid into a solid“. Y se ha publicado en la revista académica Nature Communications. (Fuente: NCYT de Amazings)