Cristallino ma allo stesso tempo superfluido. Questo il risultato di una ricerca sperimentale condotta da tre diversi team di ricercatori che studiano materiali quantistici.

È stato dimostrato che alcuni gas ultrafreddi di atomi fortemente dipolari (composti da due cariche elettriche di uguale valore ma di segno opposto), mantenuti a pochi miliardesimi di grado sopra lo zero assoluto (-273.15 °C), hanno le proprietà di un supersolido, Gli atomi di questo materiale hanno la periodicità spaziale di un cristallo, eppure fluiscono senza attriti.

La prima squadra di ricercatori è quella guidata dal prof. Giovanni Modugno dell’Università di Firenze, che ha pubblicato le loro scoperte su Physical Review Leters, la seconda squadra è quella del prof. Tilman Pfau dell’Università di Stoccarda che ha scritto su Physical Review X, e la terza guidata dalla prof.ssa Francesca Ferlaino dell’università di Innsbruck che ha riportato i suoi dati sul server artrig preprint.

I solidi sono rigidi e i liquidi fluiscono, una distinzione che è molto chiara nel mondo classico. Ma questa divisione si rompe a bassissime temperature dove prevalgono gli effetti della meccanica quantistica, consentendo una bizzarra forma di materia supesolida. Gli effetti quantistici si manifestano su scala macroscopica, quindi le proprietà dei solidi sono determinate dalla meccanica quantistica.

I ricercatori hanno cercato la supersolidità per decenni, prima nel gas elio e poi nei gas quantistici (gas dove le particelle che lo compongono sono indistinguibili e vanno trattate nell’ambito della meccanica quantistica). Era stata trovata evidenza di supersolidità nei gas superfluidi come i condensati di Bose-Einstein (BEC), ora i tre gruppi di ricerca ne hanno identificato le proprietà.

Usando una tecnica combinata di raffreddamento laser e raffreddamento evaporativo per manipolare i condensati di BEC, quest’ultimi assumo una fase quantica di materia che ha una struttura rigida come un solido, e può fluire senza viscosità, una caratteristica chiave di un superfluido.

Gli studi di questa materia, che appaiono contraddittori in quanto è controintuitivo avere un materiale che combini superfluidità e solidità, potrebbero fornire informazioni più approfondite sui superfluidi e sui superconduttori, che sono importanti per il miglioramento di tecnologie come magneti superconduttori e sensori, nonché per un trasporto più efficiente dell’energia.