Un equipo de científicos italianos ha logrado un avance sin precedentes al transformar la luz en un "supersólido", un estado de la materia que exhibe simultáneamente las propiedades de un sólido y un fluido sin fricción. Este descubrimiento, publicado en marzo de 2025 en la revista Nature, marca un hito en la física de la materia condensada y abre un abanico de posibilidades para las tecnologías cuánticas y fotónicas.
Tradicionalmente, la creación de supersólidos requería enfriar átomos a temperaturas cercanas al cero absoluto. Sin embargo, este nuevo estudio, liderado por investigadores del Consejo Nacional de Investigación (CNR) de Italia, como Dimitrios Trypogeorgos y Danielle Sanvitto, demuestra que es posible generar este estado cuántico exótico manipulando la luz. Para lograrlo, utilizaron un semiconductor de arseniuro de aluminio y galio, estructurado con un patrón de ranuras finas. Al proyectar un láser sobre este material, generaron cuasipartículas llamadas polaritones, que son el resultado de la interacción entre fotones y excitones. Al confinar estos polaritones en una microestructura, se organizaron espontáneamente en una estructura cristalina, manteniendo al mismo tiempo propiedades superfluidas.
La confirmación experimental de este fenómeno exigió mediciones de alta precisión para verificar la rigidez del sólido y la fluidez del superfluido. Los investigadores detectaron variaciones mínimas en la densidad, de unas pocas milésimas, lo que permitió observar la "ruptura de simetría traslacional", un indicador clave de la transición de un estado uniforme a uno ordenado, característico de un sólido cristalino. Este avance rompe con los métodos convencionales que dependían de átomos ultrafríos, ofreciendo un sistema más accesible y controlable.
Este logro tiene el potencial de revolucionar diversas áreas. Se vislumbran aplicaciones en la creación de dispositivos de iluminación más eficientes, lubricantes sin fricción y computadoras neuromórficas. Además, podría impulsar el desarrollo en campos como la superconductividad y la computación cuántica. La capacidad de manipular la luz en este estado supersólido podría ser fundamental para el desarrollo de nuevas tecnologías, permitiendo el diseño de sensores cuánticos ultraprecisos y nuevas formas de procesamiento de información cuántica.
La investigación fue apoyada por los proyectos Q-ONE y PolArt, financiados por la Unión Europea. La comunidad científica, incluyendo a expertos como Alberto Bramati de la Universidad de la Sorbona, ha destacado la importancia de este experimento para comprender las transiciones de fase en materiales cuánticos. Este descubrimiento no solo es un hito en la investigación fundamental, sino que también señala la entrada en una nueva era de la ciencia cuántica aplicada.