Supersólido

En física de la matèria condensada, un supersólido és un material ordenat espacialmente en propietats d'un superfluit. Des dels anys 60 s'ha hipotetizado que l'heli-4 pot crear un supersólido. En 2017, varis experiments que varen utilisar condensados de Bose-Einstein varen proporcionar una prova definitiva de l'existència d'este estat. Les condicions generals necessàries per a que sorgixca l'estat supersólido en una determinada substància són un tema d'investigació actualment.

Antecedents

L'estat supersólido és un estat quàntic especial de la matèria a on les partícules formen una estructura rígida ordenada espacialment, pero també fluïxen en viscosidad zero. Açò contradiu l'intuïció de que el fluix, i en particular el fluix superfluit en viscosidad zero, és una propietat exclusiva de l'estat del decorregut , per eixemple, decorreguts superconductores d'electrons i neutrons, gasos en condensados de Bose-Einstein o líquits no convencionals com el heli-4 o heli-3 a temperatures lo suficientment baixes. Per lo tant, durant més de 50 anys no va estar clar si l'estat supersólido podia existir.

Experiments usant heli

Si ben varis experiments varen tirar resultats negatius, en els anys 80, John Goodkind va descobrir la primera anomalia en un sòlit per mig de l'us d'ultrasons. Inspirats per la seua observació, en 2004 Eun-Seong Kim i Moses Chan de l'Universitat Estatal de Pennsilvània varen vore fenomens que varen interpretar com un comportament supersólido. Específicament, varen observar un moment d'inèrcia rotacional no clàssic d'un oscilador de torsió. Esta observació no va poder ser explicada pels models clàssics, pero va ser consistent en el comportament de superfluit d'un chicotet percentage d'àtoms d'heli continguts dins de l'oscilador

Esta observació va donar peu a una gran cantitat d'estudis relacionats per a revelar el paper que juguen els defectes dels cristals o les impurees de l'heli-3. No obstant, resultats d'experiments adicionals han posat en dubte l'existència d'un verdader supersólido en heli. Encara més important, es va demostrar que els fenomens observats podien explicar-se, en gran mida, per canvis en les propietats elàstiques de l'heli. En 2012, Chan va repetir els seus experiments originals en un equip nou que va ser dissenyat per a eliminar tals errors. En este experiment, Chan i els seus coautores no varen trobar evidència d'un supersólido.