La física cuántica ha dado un paso monumental al desafiar los conceptos fundamentales sobre la materia. Un equipo internacional de físicos ha logrado crear un extraordinario "supersólido" a partir de la luz, según un estudio revolucionario publicado en la renombrada revista Nature. Este innovador material es capaz de mantener una estructura cristalina sólida y, al mismo tiempo, fluir como un líquido sin fricción, un fenómeno que ha sido objeto de intriga científica desde que se propuso teóricamente en la década de 1960.

"Hemos convertido la luz en un sólido. Es algo verdaderamente impresionante", afirma Dimitris Trypogeorgos, del Consejo Nacional de Investigación (CNR) de Italia, quien lideró esta investigación pionera. Su trabajo podría ser un hito en nuestra comprensión de la materia y la energía.

Los Supersólidos: Un Enigma de la Física Moderna

Los supersólidos representan una de las paradojas más fascinantes de la física moderna: son materiales que poseen una estructura rígida mientras fluyen sin resistencia, mostrando una viscosidad prácticamente nula. Durante décadas, investigadores han buscado estos estados exóticos principalmente en átomos de helio-4 sometidos a condiciones extremas, pero los resultados eran a menudo esquivos.

La primera creación experimental de un supersólido se logró en 2017, cuando investigadores del ETH de Zúrich y del MIT produjeron el fenómeno utilizando átomos de sodio y rubidio. Sin embargo, estos experimentos implicaban condiciones extremadamente difíciles de alcanzar, con temperaturas cercanas al cero absoluto, donde los efectos cuánticos se vuelven más prominentes.

Polaritones de Luz: La Innovadora Ruta hacia Nuevos Materiales

En este nuevo estudio, los científicos adoptaron una estrategia completamente distinta al emplear un semiconductor de arseniuro de galio y aluminio, que fue grabado con un patrón de crestas estrechas y luego iluminado con un láser. Esta interacción entre la luz y el material generó partículas híbridas llamadas polaritones, que son parte luz y parte materia, las cuales quedaron confinadas por las crestas del semiconductor.

El sorprendente resultado fue que los polaritones formaron una estructura cristalina que podía fluir sin resistencia. Al confirmar su creación de un verdadero supersólido, los investigadores midieron la densidad de los polaritones y observaron una "modulación distintiva" en el espacio, como si se estuvieran cristalizando. Además, detectaron signos de coherencia cuántica, lo que indicaba que el sistema mantenía su carácter superfluido.

Trypogeorgos explica: "Un supersólido es especial porque rompe dos simetrías cuando se forma: una para convertirse en superfluido y otra para convertirse en sólido. Lo que hemos logrado es manipular fotones interactuantes para obtener esto".

El Futuro de la Investigación Cuántica

Este novedoso tipo de supersólido basado en luz podría ser más fácil de manipular que sus predecesores atómicos, lo que abre nuevas posibilidades para el estudio de estados cuánticos exóticos de la materia. Como señala Trypogeorgos, "estamos realmente al comienzo de algo nuevo".

Expertos como Alberto Bramati de la Universidad de la Sorbona en Francia enfatizan que este experimento es crucial para comprender cómo la materia cuántica puede cambiar su estado a medida que atraviesa una transición de fase.

Las aplicaciones futuras de esta investigación podrían ser asombrosas, incluyendo tecnologías cuánticas avanzadas para el transporte de energía ultraeficiente y nuevos sistemas informáticos. Por ahora, este fenómeno solo ha sido observado bajo condiciones controladas de laboratorio, pero los investigadores son optimistas acerca de su potencial para aplicaciones prácticas en el futuro.

"A veces es mágico en la física ver cómo el cambio de perspectiva puede conducir a nuevos conocimientos", reflexiona Trypogeorgos, subrayando que todavía hay un largo camino por recorrer para caracterizar completamente las propiedades de este nuevo estado de la materia. ¡Sin duda, estamos al borde de una era revolucionaria en la ciencia!