Un grupo de investigadores italianos ha logrado algo que desafía nuestra intuición de qué es la luz y cómo se comporta: "congelarla" en un estado cuántico de la materia llamado supersólido, que tiene propiedades tanto de los sólidos que conocemos como de líquidos superfluidos, haciendo que los fotones (partículas de luz) interactúen entre ellos como si tuvieran masa.

De todas formas, este "congelamiento" no es literal, ya que para lograr este objetivo no se disminuye la temperatura de los fotones (esto es imposible ya que la luz no tiene masa), sino que mediante las leyes de la física cuántica se logra el llamado estado supersólido, una especie de estructura cristalina que puede fluir sin fricción, como un superfluido.

El descubrimiento, dirigido por Davide Nigro de la Universidad de Pavía y Antonio Gianfate del CNR Nanotec y publicado en la revista científica Nature, es un punto de inflexión importante en la aplicación de las leyes de la física cuántica en el mundo cotidiano, y tiene el potencial de transformar la computación óptica y cuántica en un futuro. "Realmente convertimos la luz en un sólido. Eso es bastante impresionante", comentó Dimitris Trypogeorgos del Consejo Nacional de Investigación (CNR) de Italia, quien lideró la investigación.

Científicos italianos logran "congelar luz en un estado cuántico de la materia llamado supersólido.

El experimento se realizó en condiciones de temperaturas cercanas al cero absoluto, lo que permite la manifestación de efectos cuánticos inusuales. Mediante el uso de una plataforma semiconductora, los científicos lograron controlar los fotones como si fueran electrones, permitiéndoles crear partículas híbridas de luz y materia llamadas polaritones.

Esta combinación de fotones en polaritones le otorga al compuesto la propiedad de masa y, por lo tanto, la posibilidad de interactuar y formar estructuras supersólidas. Mediante un láser, el equipo de investigación iluminó el compuesto semiconductor y observó la formación de condensados satélite, un signo de estado supersólido de la materia.

"Un supersólido es especial porque rompe dos simetrías cuando se forma: la primera para convertirse en superfluido y la segunda para convertirse en sólido. Esto es lo que pudimos hacer manipulando fotones interactuantes", agregó Trypogeorgos en una nota de IFL Science. "A veces es mágico ver en física cómo el cambio de lenguaje y de perspectiva conduce a nuevos conocimientos", concluyó.

Resta aún ver las aplicaciones de este descubrimiento, pero posiblemente permita desarrollar bits cuánticos (qubits) más estables, y mejorar la confiabilidad de la computación cuántica. Además, esta manipulación avanzada de la luz podría transformar el desarrollo de dispositivos ópticos.