Nova forma da matéria: um super-sólido, três estados

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Foram os cientistas do Massachusetts Institute of Technology (MIT) e do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH), que criaram uma nova forma de matéria em laboratório. Segundo os dois relatórios publicados esta semana na revista Nature, os físicos criaram um sistema que tem a estrutura regular de um sólido comum, no entanto, sem a viscosidade típica de um superfluido. Sendo assim, o primeiro super-sólido com gás quântico ultra-frio.

Foi possível para a equipa do MIT descobrir este estado da matéria, estudando o condensado de Bose-Einstein, uma fase da matéria formada por bosões que se obtêm a temperaturas muito baixas (muito próximas ao zero absoluto) e no vácuo quase absoluto. Esta equipa manipulou esse condensado através de dois feixes laser que lhe deram uma estrutura cristalina. O condensado ganhava essa estrutura cristalina, o gás quântico de que era composto mantinha a super-fluidez que o caracteriza. Nessa fase da matéria, baptizada de “fase de riscas” ou “tiras”, a densidade do super-sólido altera-se e propaga-se pelo sistema adentro como as ondas criadas por uma pedra numa lagoa. “Se o seu café fosse superfluido e o mexesse, ele giraria para sempre”, ou o Professor Wolfgang Ketterle, acerca do comportamento dessa matéria.

A equipa do ETH descobriu o superfluido através do condensado de Bose-Einstein, contudo, utilizou apenas um feixe de laser e um mecanismo com duas divisões onde esse feixe podia criar ressonância. Assim, foi essa a ressonância que obrigou os átomos do condensado a reorganizarem-se de modo a regular como num sólido, mas sem alterar a super-fluidez do gás quântico.

Já desde os finais dos anos 60, que os cientistas acreditam ser possível transformar super-sólidos em super-fluidos, no entanto, as únicas experiências feitas até agora tinham sido baseadas em átomos de hélio. Mesmo que ainda não haja uma aplicação directa desta nova descoberta no quotidiano, os cientistas acreditam que o estudo de corpos neste estado de matéria pode ajudar-nos a estudar a supercondutividade, ou seja, a capacidade que alguns materiais têm de, expostos a temperaturas muito baixas, conduzirem corrente eléctrica sem perdas de energia.

“Estes não são sólidos que podem ser agarrados com as mãos. São materiais altamente projectados que não apresentam as suas características sólidas em todas as dimensões, o que os torna ainda mais estranhos”, explicou Wolfgang Ketterle do MIT, destacando ainda que este novo estado da matéria, combina propriedades de gases, sólidos e líquidos. Falta agora que exista uma verificação independente que aprove as conclusões das duas experiências, para que seja possível certificar o novo super-sólido.

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