Due nature in una è lo straordinario scenario che si sta aprendo sotto gli occhi dei ricercatori con lo studio del supersolido, nuovo stato della materia che combina le proprietà di un superfluido (fluido senza attrito) con quelle di un solido (struttura fissa e periodica delle particelle). Il supersolido è stato realizzato per la prima volta nello scorso autunno nel laboratorio del CNR-INO a Pisa, in un gas quantistico di atomi di disprosio. Un team di ricercatori di Firenze, Pisa e Trento ha adesso compiuto uno studio del moto del supersolido che ne evidenzia per la prima volta la doppia natura di superfluido e di solido.
La ricerca è stata pubblicata su Nature e coinvolge il Dipartimento di Fisica e il Laboratorio Europeo di Spettroscopia Non lineare (Lens) dell’Università di Firenze, l’Istituto Nazionale di Ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR – INO, sedi di Pisa e di Trento) e il Dipartimento di Fisica dell’Università di Trento [“Supersolid symmetry breaking from compressional oscillations in a dipolar quantum gas” Doi: 10.1038/s41586-019-1568-6, https://www.nature.com/articles/s41586-019-1568-6].
Lo studio, che comprende sia aspetti sperimentali che aspetti teorici, dimostra la peculiare natura del supersolido, confermando anche una teoria generale che lega le simmetrie di un sistema fisico all’esistenza di onde sonore all’interno del sistema. Applicando una compressione al supersolido e studiando le sue oscillazioni periodiche, i ricercatori hanno osservato che, mentre il solido ed il superfluido ordinari oscillano ognuno con una sola frequenza, il supersolido oscilla contemporaneamente con due frequenze diverse. Questo avviene perchè quando un sistema si trasforma rompendo una propria simmetria, appare un’onda sonora. In questo caso le due frequenze di oscillazione osservate per il supersolido corrispondono proprio a due diverse onde sonore, perché il supersolido rompe contemporaneamente due simmetrie, di gauge e traslazionale, essendo sia superfluido che solido.