Físicos afirmam ter criado uma nova e “impossível” forma de matéria supersólida

de Merelyn Cerqueira 0

Cientistas disseram ter criado com sucesso uma forma “impossível” de matéria supersólida – que tem propriedades líquidas e sólidas ao mesmo tempo – em laboratório, de acordo com informações da Science Alert.

 

Até o momento, e embora muitos cientistas tenham tentado provar a existência deste estado exótico da matéria há mais de 50 anos, ninguém ainda conseguiu demonstrar que ela de fato é possível. No entanto, duas equipes independentes de físicos do MIT, lideradas pelo pesquisador Wolfgang Ketterle, conseguiram obter um mesmo resultado utilizando métodos diferentes para o que eles alegam ser os primeiros exemplos de matérias supersólidas.

 

Para aqueles que não estão familiarizados com o assunto, um supersólido é um estado exótico da matéria em que uma estrutura cristalizada de um sólido também é capaz de fluir como um líquido – algo que pode soar contraditório, especialmente quando se trata de física tradicional. Normalmente, a matéria existe apenas em quatro estados simples: sólido, líquido, gasoso e plasma. Eles surgem conforme as condições de temperatura e pressão, e serão definidos pela forma como as partículas são dispostas.

 

Os supersólidos foram preditos pela primeira vez em 1969 por um grupo de físicos russos. A hipótese proposta por eles dizia que um isótopo de hélio-4 poderia apresentar simultaneamente propriedades sólidas e líquidas em determinadas condições. No entanto, por muito tempo foi assumido pela comunidade científica que tal afirmação era impensável, uma vez que era impossível criar tal estrutura – mas, isso não impediu as tentativas.

 

Em 2004, pesquisadores da Universidade do Estado da Pensilvânia refrigeraram o hélio a cerca de -273° C, tropeçando no que poderia ter sido um estado supersólido. No entanto, a equipe não estava confiante o suficiente para dizer que de fato se tratava de um, já que não podiam descartar a possibilidade de que uma fina camada de líquido tivesse caído dentro do recipiente, alterando os resultados.

 

Passados os anos, outros experimentos foram feitos com a mesma intenção, alguns com resultados inconclusivos e outros oferecendo evidências substanciais da existência dos supersólidos – com dois feitos por cientistas suíços e recém-publicados na revista NatureNeste caso, os pesquisadores suíços conseguiram fazer isso ao colocar uma pequena quantidade de gás rubídio em uma câmara de vácuo, onde foi resfriado a temperaturas extremamente baixas, fazendo com que formasse um condensado de Bose-Einstein.

 

Depois, a equipe colocou esse condensado dentro de um dispositivo com duas câmaras de ressonância ótica, cada qual contendo dois espelhos dispostos em lados opostos. Então, com a ajuda de lasers, as partículas foram organizadas em uma estrutura regular, semelhante à de um cristal e indicando um estado sólido.

 

No entanto, o condensado também manteve suas propriedades superfluidas, uma vez que era capaz de fluir sem ajuda de qualquer energia, o que não é possível para um sólido normal. Conseguimos produzir este estado especial no laboratório graças a uma configuração sofisticada que nos permitiu fazer as duas câmaras de ressonância idênticas para os átomos”, disse Tilman Esslinger, um dos membros da equipe ao Phys.org.

 

A equipe do MIT, por outro lado, usou uma abordagem diferente, que consistia em uma combinação de laser e métodos de resfriamento por evaporação para transformar átomos de sódio em um condensado de Bose-Einstein. Eles também utilizaram lasers para manipulá-lo em um arranjo sólido, criando variações de densidade entre os átomos.

 

No entanto, embora o método usado tenha sido diferente, o resultado foi o mesmo que o da equipe suíça: uma matéria sólida que também é capaz de fluir como um superfluido. Ainda, o fato de os resultados serem verificados ao mesmo tempo por equipes diferentes torna ainda mais convincente a ideia de que os supersólidos são reais.

 

É provável que uma nova rodada de testes independentes para verificação seja realizada, a fim de comprovarem que o que foi produzido de fato pode ser chamado de supersólido. Alguns cientistas já estão argumentando que o fato de a equipe ter usado condensados de Bose-Einstein ao invés de hélio-4 pode ser visto como “trapaça”. Contudo, até o momento, esta é a evidência mais convincente que temos da existência dos supersólidos.

 

Sobre as aplicações, como estes materiais só podem existir em temperaturas extremamente baixas e em condições de vácuo, até o momento não podem ser considerados muito úteis. Porém, uma compreensão adicional deste estranho estado de matéria poderia resultar em melhorias para os supercondutores – muito úteis, uma vez que podem conduzir eletricidade sem resistência. Ambos os estudos foram publicados na revista Nature.

[ Science Alert ] [ Foto: Reprodução / Science Alert ]

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