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Los físicos proponen una nueva forma de materia llamada cuasicristales superfluidos


Además de los tres estados fundamentales de la materia: sólidos, líquidos y gases, los físicos creen que han encontrado una nueva forma teórica de la materia: el cuasicristal superfluido. Investigadores de la Universidad de Texas en Dallas (UT) describieron la nueva forma en un estudio publicado en la revista Physical Review Letters.

Y aunque puede parecer una receta para el plan maestro de un supervillano, los investigadores detallaron una forma de producir estas sustancias únicas en el laboratorio.

Hay varios estados más de la materia que incluyen plasma y condensados ​​de Bose-Einstein, que existen en las temperaturas más frías y extremas. Los nuevos superfluidos son únicos. Los superfluidos tienen viscosidad cero y no perderán energía debido a la fricción con una superficie. Los superfluidos como el helio líquido se pueden enfriar a temperaturas extremadamente bajas para que emerjan esas propiedades. En un comunicado, el equipo lo explicó como una bebida de todos los días.

“Si tu café de la mañana era un superfluido y lo removiste con una cuchara, podrías quitar la cuchara y el café nunca dejaría de moverse”, dijo el Dr. Chuanwei Zhang, profesor de física en la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas y correspondiente. autor del estudio. "Los líquidos regulares eventualmente se detendrán debido a la fricción con la taza".

La nueva materia se propuso originalmente hace 50 años como un supersólido. Sin embargo, solo ha sido en los últimos años que los científicos pueden producir el material en un entorno de laboratorio.

"En física, tenemos una definición muy estricta de lo que es un fluido y lo que es un sólido", dijo Zhang. “El agua líquida no puede comportarse como un sólido y viceversa. Se pueden mezclar, por ejemplo, en un vaso de agua helada, pero siguen siendo formas separadas de materia ".

Sin embargo, dado el estado de la física cuántica, la materia a nivel atómico no siempre funciona de esta manera, señaló Zhang.

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

Zhang y su equipo de UT Dallas sugirieron un nuevo tipo de materia que funciona como superfluido y cuasicristal. A diferencia de los cristales tradicionales, los cuasicristales son materiales cuyos átomos están ordenados y estructurados como un cristal, pero su disposición no se repite.

"Hicimos la pregunta, ¿se puede tener un nuevo estado de materia cuántica que sea tanto un cuasicristal como un superfluido?" Dijo Zhang.

El material específico propuesto por Zhang et al. no tendría fricción y también una estructura cuasicristalina no periódica.

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

Junpeng Hou es el autor principal del estudio y estudiante de doctorado en física en UT Dallas. Hou señaló que producir el material aún podría ser un desafío, incluso en los entornos de laboratorio más ideales.

“Pueden pasar varios años para que los nuevos supersólidos se hagan realidad experimentalmente”, dijo Hou. "Pero creo que nuestro sistema no tardaría tanto, tal vez uno o dos años".


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