Estado intrigante

Físicos da Universidade Penn State, dos Estados Unidos, anunciam a descoberta de um possível novo estado da matéria. Trata-se de um "supersólido", com propriedades que misturam características de um sólido com as de um superfluido. O estudo foi publicado na edição de 15 de janeiro da revista Nature

Por Heitor Shimizu

Agência FAPESP - Dois físicos da Universidade Penn State, nos Estados Unidos, anunciaram a descoberta de um possível novo estado da matéria. Trata-se de um "supersólido", uma forma de hélio-4 com propriedades que misturam características de um sólido com as de um superfluido.

Caso os resultados se confirmem, será um novo estado além dos tradicionais sólido, líquido e gasoso, do plasma e da condensação de Bose-Einstein. O anúncio foi feito na edição de 15 de janeiro da revista Nature.

"Descobrimos que o hélio-4 sólido aparentemente se comporta como um superfluido quando está em temperatura tão baixa que tem seu comportamento ditado pelas leis da mecânica quântica", disse Moses H.W. Chan, professor do departamento de física da universidade. "Ao que tudo indica, observamos pela primeira vez um material sólido com as características de um superfluido."

A descoberta foi feita por Chan em conjunto com Eun-Seong Kim, seu aluno de graduação, em pesquisa financiada pela National Science Foundation. Os dois utilizaram um equipamento que permitiu a compressão do gás hélio-4 em um disco de vidro com a aparência de uma esponja e poros microscópicos ao mesmo tempo em que o esfriavam quase ao zero absoluto (273º C negativos).

Mantido nessa capsula à prova de vazamento, o gás solidificou-se quando o invólucro atingiu 40 vezes a pressão atmosférica normal. Chan e Kim continuaram o experimento até 62 atmosferas. Também giraram a cápsula, monitorando a taxa de oscilação enquanto esfriavam o gás.

"Algo muito inusitado ocorreu quando a temperatura caiu a um décimo de um grau acima do zero absoluto", disse Chan em comunicado da universidade. "A taxa de oscilação de repente tornou-se um pouco mais rápida, como se parte do hélio tivesse desaparecido."

Os cientistas verificaram então que os átomos de hélio não haviam deixado a cápsula, pois logo que a temperatura foi elevada um pouco a taxa de oscilação normal retornou. A conclusão a que chegaram foi que o hélio-4 sólido provavelmente adquiriu as propriedades de um superfluido sob extremas condições.

Chan e Kim acreditam que as partículas comprimidas do gás se tornaram tão "escorregadias" que deixaram de se grudar às paredes dos microporos da esponja de vidro. Segundo eles, a conclusão é que havia se tornado um supersólido.

Os resultados, se confirmados, indicariam que os estados sólido, líquido e gasoso podem levar ao "superestado" conhecido como condensação de Bose-Einstein, no qual todas as partículas se condensam num mesmo estado quântico. A existência de superfluidos, que têm a capacidade de escoar sem apresentar nenhum atrito, já foi confirmada, mas os especialistas continuam a debater sobre a existência de um supersólido.

"É preciso aguardar a análise detalhada dos resultados e a replicação do experimento para podermos confirmar se realmente se trata de um novo estado da matéria", disse Gil da Costa Marques, diretor do Instituto de Física da Universidade de São Paulo e coordenador do Centro de Ensino e Pesquisa Aplicada (Cepa), à Agência FAPESP. "De qualquer maneira, não deixa de ser um trabalho com resultado fascinante."