Científicos logran transformar la luz en un «supersólido»

Un avance revolucionario en la física cuántica ha desafiado las nociones tradicionales sobre la materia.

Un equipo internacional de científicos ha logrado crear un «supersólido» a partir de la luz, un fenómeno que combina la solidez de un cristal con la fluidez de un líquido sin fricción, según un estudio reciente publicado en la revista Nature.

Este material, denominado supersólido, tiene la capacidad única de mantener una estructura rígida mientras fluye sin resistencia, exhibiendo viscosidad cero. Aunque esta propiedad fue teóricamente propuesta en la década de 1960, solo recientemente los científicos han comenzado a producirla en laboratorio. «Realmente convertimos la luz en un sólido. Eso es bastante impresionante», expresó Dimitris Trypogeorgos, líder de la investigación en el Consejo Nacional de Investigación de Italia.

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La paradoja de los supersólidos

Los supersólidos han sido considerados una de las paradojas más fascinantes en la física moderna, ya que presentan simultáneamente características de sólidos y líquidos. A pesar de los avances previos en el estudio de átomos de helio-4 en condiciones extremas, obtener este estado en laboratorio ha sido un desafío. El primer éxito experimental ocurrió en 2017, cuando investigadores de la ETH de Zúrich y del MIT lograron producirlos utilizando átomos ultrafríos de sodio y rubidio.

Nueva técnica: polaritones de luz

El equipo de investigación adoptó un enfoque completamente innovador, empleando un semiconductor de arseniuro de galio y aluminio. Al iluminar este material con un láser, la interacción entre la luz y el semiconductor generó partículas híbridas llamadas polaritones. Estas cuasipartículas, que combinan luz y materia, formaron una estructura cristalina que podía fluir sin resistencia, un logro sin precedentes.

Para confirmar la creación de un verdadero supersólido, los científicos midieron la densidad de los polaritones, detectando una «modulación distintiva» en su espacio que indicaba cristalización, al tiempo que mostraban signos de coherencia cuántica. Según Trypogeorgos, este descubrimiento se logra «manipulando fotones interactuantes», lo que permitió romper dos simetrías fundamentales: la de la superfluidez y la del estado sólido.

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Implicaciones futuras para la física cuántica

Este nuevo supersólido basado en luz abre la puerta a una nueva era en el estudio de estados cuánticos exóticos de la materia. A diferencia de los supersólidos atómicos, los basados en luz podrían ser más fáciles de manipular, lo que facilita el estudio y la experimentación. Como señaló Trypogeorgos, «Estamos al comienzo de algo nuevo», y muchos más descubrimientos podrían estar por venir.

El investigador Alberto Bramati, de la Universidad de la Sorbona, destacó que este experimento aporta una comprensión valiosa sobre cómo la materia cuántica cambia de estado durante las transiciones de fase. A pesar de que actualmente este fenómeno solo se puede observar en condiciones controladas de laboratorio, se anticipa que, en el futuro, tendrá aplicaciones en tecnologías cuánticas como el transporte de energía ultraeficiente y sistemas computacionales avanzados.

Con información de DW.

Foto: Getty Images.