ROMA, 10 de marzo de 2025.- La física cuántica nunca deja de sorprendernos, y ahora un equipo de investigadores ha logrado algo que podría cambiar nuestra comprensión de la materia y la luz: han convertido la luz en un supersólido, un estado cuántico exótico que combina las propiedades de un sólido y un líquido sin viscosidad. Este hito en la física de la materia condensada podría abrir puertas a nuevas tecnologías cuánticas y aplicaciones revolucionarias.
Un supersólido es una forma de materia con una estructura cristalina regular, como la sal de mesa, pero que a la vez fluye sin fricción, similar a un superfluido. Hasta hace poco, solo se había logrado en experimentos con átomos ultrafríos, donde los efectos cuánticos dominan.
La idea de un supersólido ha fascinado a los científicos durante décadas porque desafía nuestra intuición sobre el comportamiento de los materiales. Normalmente, los sólidos y los líquidos tienen propiedades bien definidas: los sólidos tienen forma fija y los líquidos fluyen. Pero en un supersólido, ambas propiedades coexisten.
El equipo liderado por Dimitrios Trypogeorgos y Danielle Sanvitto, del Consejo Nacional de Investigación de Italia (CNR), logró crear un supersólido de luz utilizando un semiconductor especial: arseniuro de aluminio y galio. En lugar de usar átomos ultrafríos, los investigadores dirigieron un láser a un material con un patrón de crestas microscópicas.
Este proceso generó cuasipartículas llamadas polaritonas, que son mezclas de fotones (partículas de luz) y excitones (pares electrón-hueco en un material semiconductor). La clave fue el patrón del semiconductor, que restringió la forma en que los polaritones se movían y sus niveles de energía. Como resultado, se formó un supersólido de luz.
Crear un supersólido de luz no fue tarea fácil. Para probar que realmente habían logrado este estado cuántico, los investigadores tuvieron que medir una serie de propiedades físicas complejas. Necesitaban demostrar que la luz en su experimento mostraba propiedades tanto de un sólido como de un superfluido, es decir, que tenía estructura cristalina pero podía fluir sin resistencia.
El proceso requirió técnicas de medición avanzadas y una comprensión detallada de la mecánica cuántica. Como explicó Sanvitto, nunca antes se había creado ni validado experimentalmente un supersólido hecho de luz.
El impacto de esta investigación podría ser enorme. Como mencionó Alberto Bramati, de la Universidad de la Sorbona en Francia, comprender cómo cambia el estado de la materia en el mundo cuántico podría abrir nuevas vías en la física fundamental y aplicada.
Este avance podría llevar al desarrollo de nuevas tecnologías en computación cuántica, láseres avanzados y dispositivos ópticos de ultra alta precisión. Además, podría ayudarnos a comprender mejor los fenómenos cuánticos complejos y a explorar estados exóticos de la materia con aplicaciones aún por descubrir.
Los investigadores están optimistas sobre las posibilidades que ofrece este nuevo estado de la materia. Como destacó Trypogeorgos, los supersólidos de luz podrían ser más fáciles de manipular que aquellos creados con átomos. Esto podría facilitar la exploración de nuevos efectos cuánticos y, eventualmente, aplicaciones prácticas en el campo de la tecnología cuántica.
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