Supersólidos: el tema se complica

Los resultados de la dispersión de neutrones han arrojado dudas sobre la existencia de un fantasmal estado de la materia llamado supersólido. La investigación, llevada a cabo por científicos en los Estados Unidos y Reino Unido, encontró que unas muestras de helio ultrafrío no exhibían las marcas de un supersólido – la ocupación de masa del estado base. Esto hace aguas la esperanza de los físicos de que los sólidos – así como los líquidos y gases – pueden también convertirse en un “condensado” cuántico (Phys. Rev. Lett. 98 205301).

La supersolidez se predijo por primera vez en 1969 por los teóricos rusos Alexander Andreev e Ilya Liftshitz. Dijeron que los huecos en la red que normalmente tienen lugar a temperaturas finitas, podrían seguir existiendo a temperaturas cercanas al cero absoluto en elementos con enlaces débiles como el helio, debido a la energía de “punto cero”. Enfriando helio sólido a bajas temperaturas, estos huecos podrían colapsar en el mismo estado base, convirtiéndose en lo que conocemos como un condensado Bose-Einstein (BEC). En este estados supersólido, los huecos se comportarían como una entidad coherente, moviéndose a través del resto del sólido sin esfuerzo como en un superfluido.

Los físicos Moses Chan y Eun-Seong Kim de la Universidad de Pennsylvania State en los Estados Unidos hallaron la primera prueba de supersolidez cuando notaron un pequeño cambio en la inercia rotacional de una muestra de helio-4 puro apoyado en el interior de un oscilador de torsión a una temperatura de 230 mK. Esto, concluyeron, quería decir que un 1% de la muestra se había condensado en un supersólido y había permanecido en reposo en el marco del laboratorio. Desde entonces, sin embargo, distintos grupos han demostrado que el estado supersólido puede eliminarse “templando” la muestra de helio con antelación para eliminar cualquier impureza. Esto llevó a los físicos a suponer que la supersolidez debía estar relacionada con una cantidad finita de desorden.

Sin embargo, unos nuevos resultados obtenidos usando la fuente de neutrones de ISIS en el Laboratorio Rutherford Appleton del Reino Unido parece contradecir los hallazgos de Chan y Kim. Oleg Kirichek de Rutherford y sus colegas del Reino Unido y los Estados Unidos investigaron cómo los neutrones se dispersaban fuera de los átomos y dejaban huecos vacantes en la red dentro del helio-4 sin templar que había sido enfriado a 80 mK. Usando un modelo por ordenador para convertir sus datos en distribución de momento, hallaron que no hay ocupación de masa en el estado base (momento cero) por parte de los átomos o de los sitios vacantes en la red.

De acuerdo con Kirichek, estos resultados demuestran que la teoría de Andreev y Liftshitz no se aplica al helio-4 sólido de “alta calidad”. Sin embargo, no se revela por qué Kim y Chan observaron los efectos de la supersolidez similares a los superfluidos en el experimento de torsión, el cual usaba muestras de helio de la misma calidad. “No creo que sea una respuesta ambigua”, dijo John Goodkind, que fue el primero en empezar a buscar el estado supersólido en los años 80, a Physics Web. “Estamos esperando a que haya más experimentos que clarifiquen la situación”.


Autor: Jon Cartwright
Fecha Original: 30 de mayo de 2007
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Comments (4)

  1. Te felicito por el nuevo dominio, esta bueno el nuevo diseño. que sigan los éxitos.

  2. Muchas gracias Martín, un saludo y suerte también con tu blog.

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