“Hemos transformado la luz en un sólido. "Es fantástico." Las palabras de Dimitris Trypogeorgos Son la síntesis de un experimento extraordinario. recién publicado en Nature. Un supersólido de luz. Un material cuántico que desafía todas las categorías conocidas, comportándose simultáneamente como un cristal sólido y un fluido sin viscosidad. Hasta ayer, sólo podíamos imaginar esos estados exóticos de la materia utilizando átomos ultrafríos.
Hoy, gracias a un equipo de físicos de la Consejo Nacional de Investigación Italiano, la luz misma se ha transformado en este estado paradójico, abriendo las puertas a un nuevo capítulo en la Física fundamental y, quizás, a tecnologías que aún no podemos ni imaginar.
Cuando lo imposible se vuelve experimental
No es la primera vez que la luz nos sorprende. Desde 2009¿Cuándo Daniele Sanvitto, también investigador del CNR, demostró que la luz podía comportarse como un fluido, sabíamos que este elemento aparentemente simple escondía propiedades extraordinarias. Pero dar el siguiente paso (convertir la luz en un supersólido) parecía una hazaña casi imposible.
Sin embargo, mediante una compleja configuración experimental que combina láseres y semiconductores de arseniuro de galio y aluminio, unos investigadores italianos lo han logrado. No solo manipularon la luz, Básicamente lo han transformado en algo que desafía cualquier categorización clásica. Me pregunto cuántas sorpresas más nos deparará este haz de fotones que damos por sentado cada día.
Estamos realmente en el comienzo de algo nuevo.
¿Qué es un supersólido y por qué deberíamos entusiasmarnos?
¿Qué es exactamente un supersólido? Imagínate coger un cubito de hielo que, manteniendo perfectamente su forma cúbica, pueda además pasar sin esfuerzo por un colador, como si fuera agua. Parece absurdo, pero esto es exactamente lo que sucede en estos estados exóticos de la materia: La estructura cristalina rígida y el flujo sin fricción coexisten en el mismo material.
Hasta ahora, los físicos sólo habían podido crear supersólidos enfriando átomos a temperaturas muy cercanas al cero absoluto (-273,15 grados Celsius), donde dominan los efectos cuánticos. La gran noticia es que Ahora podemos obtenerlos manipulando la luz a temperaturas mucho más altas., gracias a la interacción con materiales semiconductores especialmente estructurados. Esto significa poder estudiar estos fenómenos cuánticos en condiciones mucho más accesibles.
El método italiano para domar la luz
El experimento no fue nada sencillo. Los investigadores tuvieron que diseñar “crestas” en el semiconductor con precisión micrométrica, creando un patrón que confinaría las partículas híbridas generadas por la interacción entre la luz y la materia (las llamadas “polaritones“). Este confinamiento obligó a los polaritones a organizarse en una estructura cristalina manteniendo la fluidez típica de los sistemas cuánticos.
San Vito destaca cuántos desafíos tuvieron que superar para demostrar que realmente habían creado un supersólido de luz. No había precedentes ni ningún protocolo experimental a seguir. Tuvieron que medir varias propiedades simultáneamente para demostrar que su material Era verdaderamente sólido y fluido sin viscosidad.
Un futuro súper sólido aún por escribir
Secondo Alberto Bramati de la Universidad de la SorbonaEste experimento es sólo el primer paso. Aún quedan innumerables mediciones por realizar para comprender plenamente las propiedades de este supersólido de luz, pero las posibilidades son apasionantes.
Tripogeorgos sugiere que estos supersólidos fotónicos podrían ser más fáciles de manipular que los atómicos, abriendo nuevas vías para estudiar estados exóticos de la materia que anteriormente eran inaccesibles. Tal vez algún día esta investigación aparentemente abstracta conduzca a tecnologías revolucionarias, tal como sucedió con otros fenómenos cuánticos que hoy impulsan computadoras, láseres y dispositivos médicos.
Realmente estamos sólo al comienzo de un nuevo capítulo en la física. Y, como suele suceder, todo comienza con un rayo de luz.
