En un hito histórico, un equipo de investigadores ha logrado convertir la luz en un material líquido y sólido a la vez. Este descubrimiento no solo permite conocer mejor los insólitos estados cuánticos de la materia, sino que también puede ser la base para crear materiales con aplicaciones revolucionarias en campos como la salud, el transporte o la energía.
«Hemos convertido la luz en un sólido. Es impresionante», afirma Dimitris Trypogeorgos, investigador del Consejo Nacional de Investigación (CNR) de Italia y uno de los científicos detrás de este descubrimiento. La investigación se ha basado en un hallazgo anterior de Daniele Sanvitto, científico también del CNR, que ya demostró hace más de una década sobre el papel que la luz podía convertirse en un fluido.
Las revolucionarias aplicaciones de los supersólidos
Los supersólidos tienen simultáneamente viscosidad cero y una estructura cristalina similar a la disposición de los átomos en los cristales de sal.
“Un supersólido es una fase contraintuitiva de la materia en la que sus partículas constituyentes están dispuestas en una estructura cristalina y, sin embargo, son libres de fluir sin fricción”, escribe el equipo en su estudio. “Para ello, las partículas deben compartir una fase macroscópica global y, al mismo tiempo, ser capaces de reducir su energía total mediante una autoorganización espacial espontánea”.
El uso de estos sorprendentes materiales puede revolucionar la computación cuántica, mejorando su estabilidad y eficiencia, la industria aeroespacial y de la automoción, con nuevos materiales ultraligeros y resistentes, el sector energético, aumentando la conductividad, o el de la salud, creando sensores de precisión que mejoren las técnicas de diagnóstico actuales.
Cómo lo lograron
Los resultados de la investigación están publicados en un reciente número de la prestigiosa revista Nature. Durante los experimentos, los investigadores sustituyeron los átomos ultrafríos que se habían usado hasta ahora en otras investigaciones por el semiconductor arseniuro de aluminio y galio y un láser.
El equipo apuntó el láser a una pieza del semiconductor que estaba diseñado con un peculiar patrón de crestas estrechas. La interacción entre la luz del láser con el patrón del semiconductor –que limita el movimiento de las partículas y sus niveles de energía– formó unas partículas híbridas llamadas polaritones que se fusionaron en un estado supersólido.
Realizar estas mediciones no resultó nada fácil, asegura el equipo, ya que hasta el momento nunca nadie había logrado crear y evaluar experimentalmente un supersólido hecho de luz. Sanvitto afirma en declaraciones para New Scientist que tuvieron que medir con mucha precisión suficientes propiedades de esta luz atrapada y transformada para demostrar que era tanto un sólido como un fluido sin viscosidad.
Los supersólidos basados en la luz pueden ser más fáciles de manipular que los creados anteriormente con átomos. El nuevo hallazgo, dicen los investigadores, es el primer paso para la creación de una serie de nuevos materiales con propiedades sorprendentes. “Estamos realmente al principio de algo nuevo”, afirma Trypogeorgos.
