Supersólidos, um estado de matéria paradoxal que é tão rígido quanto um cristal e ao mesmo tempo capaz de fluir sem atrito, recentemente demonstraram novas propriedades quânticas em pesquisas com gases quânticos dipolares. Liderada por Francesca Ferlaino, a equipe de pesquisa investigou profundamente como as características sólidas e superfluídas dos supersólidos interagem sob efeito de rotação. Os resultados foram publicados na revista Nature Physics.

Nos experimentos, a equipe controlou com precisão a rotação do gás quântico supersólido utilizando campos magnéticos, observando que as gotas quânticas do supersólido se organizam em padrões periódicos semelhantes a cristais. Cada gota precessa de acordo com a rotação do campo magnético externo, e quando vórtices entram no sistema, a precessão e a rotação orbital começam a se sincronizar. "O cristal supersólido não gira de forma desordenada", destacou Elena Poli, responsável pela modelagem teórica. "Uma vez que os vórtices quânticos se formam, toda a estrutura adquire ritmo com o campo magnético externo." Andrea Litvinov, que conduziu os experimentos, comentou com entusiasmo que, ao ver os dados confirmarem a teoria, o sistema parecia "entrar de repente em ritmo".

Fenômenos de sincronização são comuns na natureza, e a equipe de Innsbruck demonstrou que até mesmo materiais quânticos exóticos podem sincronizar-se. Essa descoberta aprofunda a compreensão do supersólido e oferece novas maneiras de explorar sistemas quânticos. Através do rastreamento da sincronização, o grupo conseguiu determinar a frequência crítica de surgimento dos vórtices, uma característica fundamental do fluido quântico rotativo, difícil de medir diretamente. A equipe combinou técnicas avançadas de simulação e experimentos de alta precisão, utilizando a técnica de "agitação magnética" para girar o supersólido e capturar seu processo evolutivo com alta exatidão.

A pesquisa tem implicações amplas, não se limitando ao laboratório. Dinâmicas semelhantes de vórtices também foram observadas em corpos celestes, como estrelas de nêutrons, e o supersólido pode se tornar uma nova via para explorar fenômenos em escala cósmica. "O supersólido é um ambiente perfeito para investigar questões inacessíveis por outros métodos", enfatizou Poli. "Embora gerado em experimentos microscópicos, seu comportamento pode refletir fenômenos em escala universal."