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Gas cuántico supercristalino bidimensional

28.08.2021

Además de los estados básicos conocidos de la materia, estado sólido, líquido, gaseoso y plasma, existen muchos estados más exóticos que solo se pueden obtener en la imaginación o en el laboratorio. Uno de estos estados, conocido como supercristal, "dibujó" en la imaginación de los científicos hace varios años, y solo recientemente, investigadores de la Universidad de Innsbruck, por primera vez en la historia de la ciencia, lograron crear tal supercristal en su laboratorio, además, en una forma aún más exótica, en la forma de un cristal cuántico supercristalino bidimensional.

Un supercristal es un poco diferente de lo que uno podría imaginar, según su nombre. Esencialmente, los átomos de un supercristal forman una estructura cristalina sólida, al igual que en las formas cristalinas ordinarias de la materia. Pero, en paralelo con esto, los átomos pueden moverse, es decir, un supercristal puede fluir con viscosidad cero, similar a un superfluido o, como también se le llama, un superfluido. Esto es muy similar a una paradoja, pero teóricamente la posibilidad de la existencia de tal forma de materia se justificó allá por la década de 1960, y en 2017 se recibió la primera confirmación experimental.

Algunos grupos de investigadores han tenido éxito en la formación de pequeños supercristales utilizando el llamado condensado de Bose-Einstein (BEC). Este condensado es una nube de átomos enfriados a una temperatura ultrabaja. Y en tal estado de la materia, pasan a primer plano sus propiedades cuánticas, que por lo general no se manifiestan a tan gran escala. Una de las principales características es que todos los átomos que componen la nube de condensado existen simultáneamente en todos los puntos de la nube, gracias a un fenómeno cuántico llamado deslocalización.

En experimentos anteriores, las partículas de supercristales resultantes eran tan pequeñas que podían considerarse condicionalmente unidimensionales, por lo que los átomos del supercristal podían fluir en una sola dirección. El grupo de Innsbruck le dio a su supercristal otra dimensión usando el condensado de Bose-Einstein que usaron consistía en átomos de disprosio. Las interacciones magnéticas entre estos átomos hicieron que se ensamblaran en "gotas" que se alinearon como nodos en una cuadrícula bidimensional.

Al realizar investigaciones, los científicos ya han podido notar que en el sistema que crearon, en un supercristal bidimensional, a veces aparecen extraños vórtices en el área vacía entre las gotas. Tal fenómeno ya se ha descrito anteriormente en teoría, la aparición de vórtices es una de las consecuencias del fenómeno de la superfluidez, y este caso es también la primera vez en la historia de la ciencia en que los científicos pudieron observar todo esto con sus propios ojos.

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