UM SUPERSÓLIDO À TEMPERATURA AMBIENTE

Em 1956, segundo o artigo, Penrose e Onsager fizeram uma pergunta estranha: poderia um único estado da matéria ser ao mesmo tempo um cristal, com suas partículas dispostas numa rede regular, e um condensado, com suas partículas compartilhando uma única onda quântica e fluindo sem atrito? Tal estado é chamado de supersólido.

As primeiras assinaturas experimentais claras vieram em 2017, em nuvens de átomos ultrafrios, seguidas por gases quânticos dipolares que se dividem em arranjos regulares de gotículas. Desde então, os pesquisadores observaram suas vibrações, arranjos bidimensionais e até vórtices quantizados. Mas todos esses supersólidos existem a alguns nanokelvins, bilionésimos de grau acima do zero absoluto, e exigem equipamentos pesados de resfriamento e vácuo.

Metade luz, metade matéria

Uma forma de contornar o frio é o éxciton-polariton, uma quasipartícula híbrida, em parte luz e em parte matéria. Como os polaritons são bombeados e escapam constantemente, eles conseguem manter uma coerência quântica coletiva em temperaturas muito mais altas. Condensados e superfluidos de polaritons já funcionam à temperatura ambiente em materiais orgânicos e perovskitas. Um supersólido de polaritons havia sido produzido recentemente em cristais fotônicos — mas com semicondutores convencionais, a temperaturas criogênicas.

Yuanhao Gong, Jingwen Ma e colegas, liderados por Xiaobo Yin e Xiang Zhang na Universidade de Hong Kong, combinaram os dois ingredientes. Eles cultivaram monocristais finos de uma perovskita de brometo de chumbo, MAPbBr₃, selecionaram um filme de 70 nanômetros de espessura e o colocaram sobre um cristal fotônico: uma camada de nitreto de silício gravada com um padrão que se repete a cada 290 nanômetros. O padrão determina como a luz pode se propagar, criando um modo de alta qualidade em repouso e um par de modos que viajam em sentidos opostos.

Dois limiares

Os pesquisadores bombearam o dispositivo com pulsos de laser de femtossegundos e observaram a luz que ele emitia.

• A 13,14 µJ/cm², formou-se um condensado no modo em repouso.
• A 15,89 µJ/cm², surgiu de repente luz nos dois modos contrapropagantes. O condensado os alimentava por meio de um processo não linear “paramétrico” — os autores mostram que as curvas de crescimento mudam exatamente como tal processo prevê. Preencher um par de ondas opostas quebra a simetria lisa e uniforme do fluido: é o início do supersólido.

Emissão abaixo do limiar (a), no limiar de condensação (b) e no limiar do supersólido (c), onde aparecem pontos brilhantes em dois momentos opostos ψ₁(±k) na energia do condensado. — Figura 2, Gong et al. (2026), arXiv:2609.40009.

Um cristal que não está impresso no chip

Fotografado diretamente, o fluido luminoso mostra faixas regulares espaçadas de 3,33 micrômetros, perto dos 3,46 previstos. Esse período não tem nada a ver com o padrão de 290 nanômetros do chip: a ordem não é uma impressão da estrutura gravada, mas surge das próprias interações. E ela é maleável: à medida que a densidade aumenta, o espaçamento varia continuamente.

Para verificar o lado quântico, a equipe mediu como a luz dos dois modos opostos está correlacionada, usando dois detectores de fóton único. Com atraso zero, a correlação foi de 1,0121, muito próxima de 1, a assinatura da coerência entre os dois modos. Ordem cristalina e coerência global juntas: para os autores, a prova definitiva de um supersólido à temperatura ambiente.

À esquerda: o supersólido no espaço real, um padrão de faixas que se espalha pelo condensado. À direita: a correlação entre os dois modos opostos, 1,0121 com atraso zero. — Figura 4, Gong et al. (2026), arXiv:2609.40009.

Da hidrodinâmica à luz quântica

O dispositivo é acionado por pulsos e perde luz constantemente, então esse supersólido vive fora do equilíbrio, ao contrário de seus primos atômicos. Preprints anteriores citados pelos autores já haviam buscado a supersolidez à temperatura ambiente; este afirma ter uma visão direta das duas ordens. Os próximos itens da lista: padrões bidimensionais, vórtices supersólidos, as vibrações que revelam sua rigidez — e, como o espalhamento que constrói o supersólido é ele próprio uma fonte de luz não clássica, uma fonte compacta, num chip, de luz comprimida e emaranhada.