Evidencia de fase cuántica supersólida utilizando métodos cuánticos de Monte Carlo

Probablemente, una de las fases más emocionantes en la naturaleza es la súper sólida, que es un sistema que al mismo tiempo tiene el orden espacial de largo alcance de un cristal y un orden fuera de la diagonal de largo alcance típico de los superfluidos. La investigación que intenta encontrar las firmas clave de este estado teóricamente predicho ha sido esquiva durante mucho tiempo. El candidato natural para este estado es el helio, que se sabe que permanece líquido incluso en el límite de temperatura cero. En el helio a granel aún no ha sido posible confirmar su existencia. Sin embargo, el helio está fuertemente adsorbido en el grafito formando capas sucesivas de naturaleza casi bidimensional. Varios experimentos encontraron que en la segunda capa de helio en grafito podría haber una fase supersólida, pero ninguna teoría fue capaz de explicar estas observaciones. En nuestro trabajo reciente, identificamos esta capa supersólida como un cristal registrado con la primera capa inerte y, lo que es más importante, coincidimos con el rango de cobertura observado en los experimentos. Además, encontramos por primera vez una fase hexática superfluida inducida por la ondulación con la primera capa.

Referencia y enlace de la investigación

M. C. Gordillo and Jordi Boronat, Superfluid and Supersolid Phases of 4He on the Second Layer of Graphite, Physical Review Letters 124, 205301 (2020)