Investigadors catalans creen un líquid cent milions de vegades més diluït que l’aigua

Servirà per estudiar els estels de neutrons i materials complexos

S’imaginen que el líquid que hi ha en una cullerada sopera pogués ocupar el volum d’una piscina olímpica? Això no és possible ni amb l’aigua ni a temperatura ambient, però investigadors de l’ICFO (l’Institut de Ciències Fotòniques) ho han aconseguit a una temperatura baixíssima i utilitzant àtoms de potassi.

L’equip, liderat per Letícia Tarruell, publica el seu treball a la revista “Science”. En l’article, descriuen el mètode seguit. Van refredar un gas d’àtoms de potassi fins a arribar als -273,15º C, només una centèsima de grau per sobre del zero absolut. A aquestes temperatures, els àtoms es comporten com a ones i segueixen les lleis de la mecànica quàntica. Mantenen la propietat intrínseca dels gasos: ocupen tot el volum del seu recipient. Però quan es mesclen dos gasos que s’atrauen a aquestes temperatures, es poden formar gotes líquides ultradiluïdes.

Tant la formació de les gotes com el fet que no es quedin immòbils, tot i les baixíssimes temperatures, es deu a les lleis quàntiques, les que regeixen en el món dels àtoms. És un món totalment diferent al que estem acostumats a percebre, amb propietats sorprenents. Tot i així, també hi ha semblances, com indica César R. Cabrera, primer autor de l’estudi:

“En molts aspectes, les nostres gotes de potassi són molt similars a les gotes d’aigua. Tenen la seva pròpia mida i forma independentment del recipient on les posem, tot i que tenen propietats quàntiques.”

El líquid quàntic que han creat els investigadors és cent milions de vegades més diluït que l’aigua i un milió de vegades menys dens que l’aire.

En aquest estat, els àtoms tenen una energia addicional i això fa que, quan les gotes són massa petites, s’evaporen i es converteixen novament en gas. Així ho explica Letícia Tarruell:

“Aquestes gotes són fascinants ja que, encara que són gotes macroscòpiques formades per milers de partícules, el seu comportament està completament determinat per les fluctuacions i correlacions quàntiques. Al observar la transició entre la fase líquida i gasosa, podem mesurar de forma molt precisa aquests efectes quàntics.”

La combinació única de baixa densitat i les propietats quàntiques d’aquestes gotes les converteixen en un sistema ideal per comprendre millor els sistemes quàntics formats per moltes partícules interactuants, així com les propietats de l’heli líquid, els estels de neutrons i altres materials complexos.

 

font:ccma.cat