Um grupo de pesquisadores italianos conseguiu criar um supersólido a partir da luz, produzindo um estado quântico que reúne características associadas aos sólidos e aos líquidos. O experimento, realizado por cientistas do Instituto de Nanotecnologia de Lecce, na Itália, foi descrito em um estudo publicado na revista Nature em 5 de março.
A pesquisa foi conduzida a partir de polaritons, quasipartículas formadas pela combinação de luz e matéria. Os cientistas condensaram essas partículas em um guia de ondas de cristal fotônico e observaram alterações na densidade do sistema até alcançar uma função de onda com comportamento supersólido.
Na prática, o estado obtido apresenta uma organização semelhante à de um sólido, mas mantém propriedades associadas ao fluxo de um líquido. “Podemos imaginá-lo como um fluido composto de gotículas quânticas coerentes e cristalizadas, mas dispostas no espaço de forma que fluem sem perturbações”, explica o físico Iacopo Carusotto, coautor do estudo.
A supersolididade já havia sido investigada anteriormente, mas, segundo os pesquisadores, o experimento representa a primeira evidência desse fenômeno em um sistema que não está isolado e ainda se encontra em fase experimental.
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O trabalho dá continuidade a uma linha de pesquisa desenvolvida pelo mesmo grupo. Em 2017, os cientistas haviam conseguido produzir um estado de superfluidez a partir de partículas de luz. Agora, a equipe avançou para a criação de uma configuração que apresenta características simultâneas de diferentes estados da matéria.
A possibilidade de manipular a luz dessa maneira está relacionada às particularidades da física quântica. Em escalas muito pequenas, partículas podem apresentar comportamentos que não correspondem diretamente à divisão tradicional entre sólido, líquido e gasoso. No caso dos polaritons, a combinação entre propriedades da luz e da matéria permite investigar fenômenos que não aparecem da mesma forma nos materiais convencionais.
Para Carusotto, o resultado amplia as possibilidades de estudo desses sistemas. “Isso abre caminho para explorar fases quânticas da matéria em sistemas não convencionais”, afirma.
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Além da investigação sobre estados quânticos, a descoberta pode contribuir para pesquisas em áreas como fotônica e computação neuromórfica, campo que busca desenvolver sistemas inspirados no funcionamento do cérebro.
Dario Gerace, professor da Universidade de Pavia e coautor do estudo, destaca que o método permite controlar as propriedades físicas do sistema. “Essa abordagem permite investigar propriedades físicas de maneira controlada e explorar características únicas para novos dispositivos”, diz.
Os pesquisadores agora estudam formas de manipular o estado supersólido e analisar suas propriedades. A expectativa é investigar possíveis aplicações em dispositivos fotônicos e sistemas quânticos, embora o trabalho ainda esteja em estágio experimental.
