Barcelona se convirtió en el escenario de un avance histórico para la física cuántica. Investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), en colaboración con especialistas de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), lograron observar de manera directa un supersólido, un estado de la materia que durante décadas existió solo en la teoría. El resultado, publicado en la revista Science, muestra una estructura que no solo se ordena como un cristal, sino que además se mueve y oscila como un fluido, desafiando las categorías tradicionales de la materia.
El experimento permitió captar imágenes de una nube de átomos ultrafríos de potasio que, al ser manipulados con luz láser, adoptaron un comportamiento híbrido: sólido y líquido al mismo tiempo. Lo más llamativo fue que el patrón observado no permanecía fijo, sino que se contraía y expandía rítmicamente, dando la impresión de que el material “latía” en el espacio.
Un viejo enigma de la física
El concepto de supersólido fue planteado por primera vez en 1969, cuando los físicos comenzaron a imaginar materiales capaces de combinar propiedades aparentemente opuestas. Así como el helio puede fluir sin fricción en su fase de superfluido, un supersólido prometía algo aún más extraño: movilidad perfecta y orden cristalino coexistiendo en un mismo sistema.
Durante años, los experimentos solo lograron evidencias indirectas de este fenómeno. Se detectaban señales compatibles con la supersolidez, pero sin una confirmación visual clara. La investigación liderada por la profesora Leticia Tarruell rompió esa barrera.
Átomos casi inmóviles y luz precisa
El punto de partida fue una nube de átomos de potasio enfriados a temperaturas cercanas al cero absoluto. En esas condiciones extremas, los átomos entran en un condensado de Bose-Einstein, un estado en el que se comportan colectivamente como una sola entidad cuántica.
Mediante el uso de dos haces láser, el equipo logró acoplar el estado interno de los átomos con su movimiento. Este delicado ajuste provocó la aparición de franjas periódicas en la nube atómica, una huella clara de orden espacial similar al de un cristal. Sin embargo, esas franjas no eran rígidas: oscilaban en el tiempo, confirmando que el sistema también conservaba propiedades de superfluido.
Ver lo que antes solo se infería
La posibilidad de obtener imágenes directas marcó la diferencia. De acuerdo con los investigadores, el uso de potasio fue determinante para lograr el contraste necesario que permitiera visualizar el patrón. Además, el seguimiento de las franjas mostró cómo estas aparecían y desaparecían cuando la nube se expandía o contraía, una respuesta típica de un fluido sin fricción.
El respaldo teórico llegó desde la UAB, donde se desarrolló un modelo que describe el sistema como una mezcla cuántica cuyos componentes interfieren entre sí. Esa interferencia explica tanto la formación del patrón como su comportamiento vibratorio, comparable al de un cristal real en el que los átomos nunca están completamente quietos.
Un paso hacia nuevas formas de materia
Más allá del logro experimental, el hallazgo abre la puerta a la exploración de estados aún más exóticos. Los científicos plantean la posibilidad de crear líquidos supersólidos, estructuras que mantengan un orden interno gracias a efectos puramente cuánticos.
Aunque estas investigaciones no tienen una aplicación inmediata, su importancia radica en ampliar los límites del conocimiento sobre la materia. La imagen de un “cristal que respira” resume el impacto del descubrimiento: una demostración tangible de que el mundo cuántico aún guarda comportamientos sorprendentes, capaces de redefinir cómo entendemos la naturaleza en sus formas más fundamentales.
FUENTE:
- C. S. Chisholm, S. Hirthe, V. B. Makhalov, R. Ramos, R. Vatré, J. Cabedo, A. Celi, L. Tarruell, Probing supersolidity through excitations in a spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensate, Science (2026).
