Novo 'estado de matéria' considerado impossível foi criado: conheça o supersólido

Novo ‘estado de matéria’ considerado impossível foi criado: conheça o supersólido

março 7, 2017

*Imagem meramente ilustrativa

Dois experimentos em diferentes laboratórios – Massachussets Institute of Technology (MIT, nos Estados Unidos) e Instituto de Eletrônica Quântica (Suíça) – conseguiram criar o estado da matéria supersólido, considerado rígido, frio e, ao mesmo tempo, superfluido (ou seja, que não possui resistência quando colocado em movimento).

Os dois testes com o supersólido foram publicados pela revista científica Nature.

As primeiras proposições do estado supersólido haviam surgido na União Soviética e foram consideradas “impossíveis” de se atingir pela comunidade científica durante 50 anos.

O que é o supersólido

“O conceito do estado supersólido combina a cristalização de um sistema de vários corpos com o fluxo de átomos que não se dissipam (desaparecem)”, explicaram os pesquisadores suíços, que usaram em seu experimento uma amostra de rubídio, elemento dos metais alcalinos usado como combustível espacial.

Os norte-americanos testaram átomos de sódio.

Os resultados das duas pesquisas são bem parecidos e reforçam a existência do supersólido, mas as duas equipes concordam que é preciso de mais avanços para compreender melhor o fenômeno.

Supersólido: átomos congelados

Os estados da matéria mais conhecidos são sólido, líquido e gasoso, mas a ciência já considera outras condições.

Uma delas é o condensado de Bose-Einstein, onde a temperatura fica bem próxima do zero absoluto. Outra condição aceita é o tunelamento quântico (tunelling), que acontece quando elétrons ultrapassam uma barreira de maneira improvável, criando um estado misterioso (foco da física quântica).

Para chegar ao supersólido, tanto os pesquisadores norte-americanos quanto os suíços usaram condensados de Bose-Einstein, ou seja, materiais com uma temperatura baixíssima equivalente a -273°C, o mais frio possível no universo.

Essa técnica é necessária porque, com o frio excessivo, os átomos se congelam e não conseguem mais se mexer.

Assim, os átomos ficam bem próximos, formando um átomo ainda maior que, além de rígido, fica bastante fluido.

Se essa matéria fosse despejada em um copo, por exemplo, iria ficar se movimentando sem parar, por conta do aumento do que é conhecido como “condutividade térmica”.

Pesquisas falharam com hélio sólido

Quando o estado supersólido foi proposto em meados dos anos 1970, os testes foram feitos com o gás nobre hélio, justamente por essa característica de superfluidez, que deixa o elemento químico praticamente sem nenhum tipo de viscosidade.

Com o passar dos anos, diversos físicos sugeriram a proximidade do estado sólido do hélio (que também precisa ser exposto a uma temperatura baixíssima para ser formado) com o estado supersólido. “Ele é mais rígido que o sólido normal, mas a natureza desse paradoxo fenomenal permanece misteriosa”, escreveu um pesquisador do Laboratório de Física Estatística, da Escola Normal Superior de Paris, em 2009.

De acordo com os pesquisadores do MIT, os testes com o hélio sólido foram importantes, mas não chegaram ao tão procurado supersólido. “Em vez disso, relevaram fenômenos exóticos, incluindo plasticidade quântica e supertransporte em massa”, escreveram os físicos, argumentando que a forma de fluidez gerada pelo hélio é diferente.

Um estudo experimental com esse mesmo propósito de encontrar o novo estado da matéria, em 2004, teve que ser reavaliado justamente por conta da fluidez específica do hélio.