Além dos bem conhecidos estados básicos da matéria - sólido, líquido, gás e plasma - muitos estados exóticos surgem em laboratórios. Um deles, conhecido como "corpo superduro", foi confirmado apenas alguns anos atrás, e agora pesquisadores da Universidade de Innsbruck o criaram em uma nova forma bidimensional.
Um corpo superduro não é bem o que pode parecer à primeira vista. Essencialmente, seus átomos estão localizados em uma estrutura cristalina rígida, como em um sólido normal, mas também podem fluir com viscosidade zero, como um líquido superfluido. Parece paradoxal, mas os cientistas consideram isso teoricamente possível desde 1960 - e em 2017 foi finalmente confirmado experimentalmente.
Vários grupos de pesquisadores criaram corpos superduros usando outro estado da matéria chamado condensado de Bose-Einstein (BEC). O condensado consiste em uma nuvem de átomos de gás de baixa densidade, resfriada até quase o zero absoluto, momento em que exibe peculiaridades quânticas estranhas, normalmente não vistas em escalas tão grandes. Todos os átomos no BEC existem em cada ponto da nuvem ao mesmo tempo - um fenômeno chamado deslocalização.
Em experimentos anteriores, os corpos superduros foram criados unidimensionais, de modo que os átomos só pudessem fluir em uma direção. Agora, os cientistas de Innsbruck deram a eles uma dimensão totalmente nova, transformando-os em movimento em uma corda, em movimento em uma folha de papel. Este BEC consistia em átomos de disprósio (uma terra rara, metal cinza-prata), e as interações magnéticas entre os átomos faziam com que eles se reunissem em gotículas, que se alinhavam.
"Você normalmente pensaria que cada átomo está em uma determinada gota, sem nenhuma maneira de se colocar entre eles", diz Matthew Norcia, autor do estudo. “Porém, no estado superduro, cada partícula é deslocalizada sobre todas as gotas que existem simultaneamente em cada gota. Basicamente, você tem um sistema com várias regiões de alta densidade (gotículas) que têm os mesmos átomos deslocalizados. "
Os cientistas dizem que essa descoberta pode permitir aos físicos explorar uma gama inteiramente nova de estranheza quântica, além do alcance de um corpo superduro unidimensional.
“Por exemplo, em um sistema superduro bidimensional, você pode estudar como os vórtices se formam em um orifício entre várias gotas adjacentes”, diz Matthew Norcia. "Os vórtices teoricamente descritos ainda não foram demonstrados, mas representam uma consequência importante da superfluidez."
O estudo foi publicado na revista Nature.
2021-08-22 12:58:01
Autor: Vitalii Babkin