Moses Chan da marcha atrás en la búsqueda de los supersólidos

Artículo publicado por Jon Cartwright el 16 de octubre de 2012 en physicsworld.com

En 2004 Moses Chan y su estudiante graduado Eun-Seong Kim pensaron que habían realizado uno de los descubrimientos más apasionantes en el campo de la materia condensada en el nuevo siglo. Era el supersólido – una misteriosa sustancia que podía atravesar los sólidos comunes como un  fantasma a través de un muro. Ahora, el físico de la Universidad Estatal de Pennsylvania ha publicado un artículo defendiendo que su interpretación inicial era incorrecta – un efecto corriente en los materiales en lugar de la supersolidez era la causa de los resultados anómalos en los experimentos. “Habría sido algo genial si [la interpretación] del supersólido fuese correcta”, dice, “pero la Madre Naturaleza tiene sus propios caminos”.

Moses chan

Moses Chan Crédito: Michael Fleck


El artículo aparece después de que Chan y otros hayan tenido problemas durante 8 años para generar pruebas concluyentes del efecto. Aunque los experimentos han resultado ser una decepción, no se hicieron por capricho. La idea de los supersólidos tiene una larga historia y los físicos teóricos – incluyendo al ganador del premio Nobel Philip Anderson – han desarrollado argumentos convincentes sobre su existencia.

La saga empezó en 1969, cuando los teóricos rusos Alexander Andreev e Ilya Liftshitz predijeron que, a temperaturas muy bajas, cualquier hueco dejado en una red atómica se “condensaría” en el estado cuántico base, formando una entidad aislada. Dado que los huecos en los átomos normalmente se crean gracias a la energía térmica, la mayor parte de los sólidos carecen de huecos a baja temperatura. Pero esto no se cumple en el caso del helio-4, en el cual los átomos están unidos tan débilmente que pueden sacarse de su sitio mediante minúsculas fluctuaciones cuánticas. En principio, este estado colectivo de huecos condensados fluiría a través del sólido sin impedimentos. Este movimiento podría detectarse como un flujo de átomos sin resistencia similar al de un superfluido en el sentido contrario – de aquí lo de supersólido.

Resultados positivos convincentes

Chan y Kim no fueron los primeros en poner a prueba la idea de  Andreev y Liftshitz en el laboratorio, pero fueron los primeros en lograr unos resultados positivos convincentes. Empezando en 1999, los físicos crearon un “oscilador de torsión” – un grueso cilindro hueco colgando de una vara oscilante – que podía rellenarse con un vidrio poroso. Inyectaron helio-4 en el vidrio a través de la vara y monitorizaron la frecuencia de oscilación del cilindro conforme reducían la temperatura hacia el cero absoluto. A 175 mK, observaron una súbita bajada en el periodo de oscilación. Kim y Chan interpretaron esto como una señal de que parte del helio-4 había formado un supersólido, separándose de las oscilaciones cuando pasaba sin obstáculos a través del resto de la red de helio.

Los resultados se publicaron en una carta a Nature en 2004 titulada “Probable observation of a supersolid helium phase” y que desató una tormenta de interés. Muchos físicos tuvieron problemas para comprender la nueva fase de la materia – y, en particular, por qué parecía ocurrir en unos experimentos pero no en otros. Entonces, en 2007 John Beamish y James Day, experimentadores de la Universidad de Alberta en Canadá, lanzaron la bomba: ¿qué pasaría si las señales no tenían nada que ver con la supersolidez, sino con ciencia básica de materiales? De acuerdo con los investigadores de Alberta, la bajada en el periodo se debía a un aumento en la rigidez debido a la bajada de temperatura de las “líneas de dislocación” en la masa de helio.

Al principio, Chan calculó que la contribución del efecto de rigidez debería ser relativamente pequeña. Pero con el tiempo se dio cuenta de que lo había subestimado: en lugar de estar aislado, el helio se compactó toda la celda, y cualquier rigidez se habría extendido por ella. El año pasado, Chan y sus colegas de la Universidad Estatal de Pennsylvania y la Universidad de Delaware diseñaron un nuevo oscilador más rígido que no se vería tan afectado por los cambios elásticos en el helio. En tal experimento, la caída en el periodo era muy pequeña – del mismo orden de magnitud predicho solo para la rigidez del helio.

Resultado preocupante

Era un resultado preocupante, pero aún dejaba abierta la posibilidad de que fuese un efecto combinado de rigidez y supersolidez. Chan volvió a su experimento original de 2004, y tuvo en cuenta todos los lugares donde podía tener lugar la rigidez. La forma en que se inyectaba el helio en la celda requería un fino hueco sobre el vidrio poroso; aquí podía aparecer la masa de helio – y las dislocaciones. Este año, Chan y su estudiante de posdoctorado Duk Kim rediseñaron el oscilador de nuevo eliminando dicho hueco. El resultado: no hubo descenso en el periodo, ni supersolidez.

“No nos dimos cuenta de que [la rigidez] podría tener un efecto tan drástico a baja temperatura”, dice Chan. “Esto es lo que nos hizo demorarnos tanto – es, en cierto modo, vergonzoso”. A pesar de la vergüenza, Chan muestra signos de alivio. “No es tan dramático como podrías pensar”, bromea. “¡Esto me ha estado preocupando desde 2007!”.

No todo el mundo está convencido de que el caso esté cerrado. Anderson cree que la supersolidez debe existir desde un punto de vista teórico, aunque puede ser que el fenómeno sea demasiado sutil para los actuales instrumentos de medida. Y no es el único que lo defiende: el ex-estudiante de Chan, Eun-Seong Kim, que ahora dirige el Centro de Supersólidos e Investigación en Materia Cuántica en el Instituto de Ciencia y Tecnología Avanzadas de Corea, insiste en que algunos resultados no pueden explicarse mediante la hipótesis de la rigidez.

Chan no quiere hacer comentarios sobre la posición de su antiguo estudiante. “Somos muy amigos”, comenta. “Supongo que está frustrado conmigo – bueno, tenemos que informar de lo que vemos”.

Otros físicos de materia condensada – algunos de los cuales también han realizado experimentos para desacreditar la interpretación original de la supersolidez – apoyan a Chan. Beamish describe cómo el investigador de la Universidad Estatal de Pennsylvania siguió el camino de la ciencia con “asombrosa energía, incluso cuando sus nuevos experimentos no concordaban con la interpretación de sus experimentos iniciales”. La investigación con supersólidos, dice Beamish, “ha sido un buen ejemplo de cómo funciona la ciencia”.

Chan está de acuerdo. Como en una novela de detectives, dice, descubrir al culpable no siempre es la parte más emocionante; es la búsqueda lo que provoca la emoción. Pero, ¿significa esto que ha perdido toda esperanza de encontrar la supersolidez? No del todo: “Déjame expresarlo con precisión”, dice. “Cualquier supersólido mayor de dos o tres partes de cada 10 elevado a menos cinco, no existe”.

El último artículo de Chan sobre supersólidos se publica en Physical Review Letters.


Autor: Jon Cartwright
Fecha Original: 16 de octubre de 2012
Enlace Original

Comparte:
  • Print
  • Digg
  • StumbleUpon
  • del.icio.us
  • Facebook
  • Twitter
  • Google Bookmarks
  • Bitacoras.com
  • Identi.ca
  • LinkedIn
  • Meneame
  • Netvibes
  • Orkut
  • PDF
  • Reddit
  • Tumblr
  • Wikio
This page is wiki editable click here to edit this page.

Like This Post? Share It

Comments (5)

  1. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Artículo publicado por Jon Cartwright el 16 de octubre de 2012 en physicsworld.com En 2004 Moses Chan y su estudiante graduado Eun-Seong Kim pensaron que habían realizado uno de los descubrimientos más apasionantes en el c……

  2. [...] "CRITEO-300×250", 300, 250); 1 meneos Moses Chan da marcha atrás en la búsqueda de los supersólidos http://www.cienciakanija.com/2012/10/18/moses-chan-da-marcha-atr…  por vidadegato hace [...]

  3. reneco

    Hacer ciencia nunca es motivo de vergüenza

  4. Si confeccionáramos aquí una lista de todas las teorías y los autores que, finalmente, quedarón enterradas en el Baúl del olvido…sería muy larga y, desde luego, el hecho de no acabar siendo una buena teoría que no coincidió con el resultado experimental ni con la observación, eso no quiere decir que el trabajo no tuviera sus ventajas, la primera: Saber hacia donde no caminar.

    No todos los pensamientos científicos terminan de la manera deseada por sus autores y, no pocas veces, se ven frustrados y miran con amargura como se van al traste tántos esfuerzos e ilusiones pero, así son las cosas.

    Hay que apoyar a todos, a los que no dan en la diana…también.

    • Guillermo Cano

      Emilio, se puede agregar también, a su buen comentario; que, en muchas ocasiones, se ha vuelto al baúl de las teorías olvidadas, para retomarlas de nuevo ante evidencias que muestran alguna inconsistencia, con las verdades anteriores (lease hipótesis). Para no ir muy lejos, recordemos “la mayor metida de patas” de Einstein con su contante cosmológica. Es los maravilloso de la ciencia. No existen dogmas eternos. Un saludo.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos necesarios están marcados *