DUno stato della materia in apparenza paradossale, illogico ma nel bizzarro mondo dei quanti non è così. È quello descritto sulle pagine di Nature da un team dell’Institute for quantum optics and quantum information (Iqoqi) di Innsbruck (Austria), guidato dall’italiana Francesca Ferlaino, che sostiene di aver ottenuto per la prima volta al mondo un supersolido in due dimensioni: un cristallo, un solido dunque, che però non ha attrito, come se fosse allo stesso tempo ghiaccio e acqua liquida.
Solido e superfluido al tempo stesso
Sebbene sia difficile anche solo immaginarselo, un supersolido è una struttura che possiede allo stesso tempo le proprietà dei solidi (con gli atomi disposti in modo ordinato in un reticolo) e dei superfluidi (l’assenza di attrito). Una struttura del genere è paradossale in un sistema fisico tradizionale: l’essere solido esclude la possibilità di scivolare all’infinito e viceversa. Ma se ci addentriamo nel mondo dei quanti la supersolidità è possibile. Lo avevano teorizzato fin dagli anni Cinquanta i pionieri del campo, e appena un paio di anni fa alcuni gruppi di fisici teorici sono riusciti a ottenere in particolarissime condizioni di laboratorio dei supersolidi unidimensionali.
Il primo supersolido in 2D
Nessuno è riuscito ad andare oltre finora, ma dopo anni di tentativi il team di Francesca Ferlaino ritiene di aver ottenuto il primo supersolido in 2D. Come descritto nello studio pubblicato su Nature, gli scienziati hanno utilizzato un gas quantistico ultrafreddo (a temperature molto vicine allo zero assoluto) di un elemento chimico chiamato disprosio riuscendo a ottenere un reticolo bidimensionale di droplet, “goccioline” addensate di atomi.
Gli scienziati sostengono che gli atomi dei droplet sono disposti ordinatamente ma che – caratteristica propria di un supersolido appunto – non si distinguono gli uni dagli altri dal momento che sono diffusi in tutti i droplet.
“Normalmente penseresti che ogni atomo si trovi in uno specifico droplet, senza possibilità di scambiarsi con gli altri”, ha spiegato Matthew Norcia, uno dei ricercatori del gruppo: “Tuttavia, nello stato supersolido ogni particella è delocalizzata in tutti i droplet, ossia esiste simultaneamente in ciascuna droplet. Dunque, il sistema forma una serie di regioni ad alta densità (droplet) che condividono gli stessi atomi delocalizzati”.