Um artigo publicado na revista Nature relata a observação inédita de uma transformação entre dois estados exóticos da matéria, onde cientistas conseguiram ver um superfluido se converter em um supersólido e, em seguida, retornar ao estado anterior. Essa mudança, até então incerta em sua ocorrência natural, amplia o conhecimento sobre o comportamento das partículas em condições extremas.

O estudo, liderado por pesquisadores da Universidade Columbia, em Nova York, EUA, focou em um conjunto de excítons, que são quase-partículas formadas por um elétron e uma lacuna eletrônica. Durante o experimento, os excítons foram observados passando do estado de superfluido para supersólido e depois retornando, em uma transição análoga ao processo de congelamento e derretimento da água. Além dos estados sólidos, líquidos e gasosos, existem outros estados da matéria que se manifestam em condições específicas. Os superfluidos surgem quando partículas são resfriadas a temperaturas próximas do zero absoluto, permitindo que fluam sem resistência, como se não houvesse atrito. Quando perturbados, esses superfluidos podem formar vórtices quânticos.

O supersólido, por sua vez, combina características de ambos os estados, mantendo a capacidade de fluir sem atrito enquanto organiza suas partículas em uma estrutura rígida e ordenada, semelhante a um cristal. Embora esse estado já tenha sido produzido em laboratório com técnicas que forçavam a organização das partículas, a nova pesquisa demonstrou que a transição ocorreu de forma espontânea, sem manipulação adicional. Cory Dean, um dos autores do estudo, destacou que essa é a primeira vez que um superfluido sofre uma transição de fase para um supersólido.

Para realizar o experimento, a equipe posicionou duas camadas finas de grafeno, composto apenas por átomos de carbono, muito próximas uma da outra. Sob um forte campo magnético e temperaturas extremamente baixas, formou-se uma "nuvem" de excítons entre as camadas. Em temperaturas ligeiramente acima do zero absoluto, os excítons se comportaram como superfluido. Ao reduzir ainda mais a temperatura, surgiu uma fase isolante inesperada, que os pesquisadores acreditam ser o supersólido previsto pela teoria. Jia Li, da Universidade do Texas em Austin, comentou que essa descoberta sugere a existência de um tipo incomum de sólido formado por excítons.

Os cientistas agora buscam testar outros materiais e desenvolver métodos mais precisos para medir esse estado. A compreensão mais aprofundada dos superfluidos e supersólidos pode abrir novas possibilidades tecnológicas e contribuir para o entendimento das leis fundamentais que regem a matéria.