Anthony Raykh a bătut la ușile profesorilor din Amherst ținând în mână o fiolă care nu ar fi trebuit să existe. Înăuntru se afla un amestec banal de apă, ulei și particule minuscule de nichel magnetizate.
De câte ori scutura recipientul, lichidul refuza să se despartă așa cum prevedeau legile fizicii. În loc să formeze picături sferice sau un talmeș-balmeș, el se recompunea invariabil într-o urnă grecească perfectă, cu linii curbate și elegante.
Fără să își propună, studentul la masterat în știința și ingineria polimerilor tocmai crease un lichid care își recapătă forma – o stare a materiei pe care nimeni nu o mai văzuse până acum.
Magnetismul forțează limitele termodinamicii
Descoperirea a venit în timpul unui experiment de rutină, când Raykh a înlocuit particulele solide obișnuite cu nanoparticule magnetice de nichel, pentru a vedea cum se comportă amestecurile de ulei și apă.
În mod normal, când agiti o vinaigrette, uleiul și apa se separă pentru a reduce la minimum suprafața de contact, formând picături sferice. Este un proces pe deplin previzibil, dictat de legile termodinamicii care spun că orice sistem caută starea cu cea mai mică energie posibilă.
Dar flaconul lui Raykh sfida această regulă fundamentală: urna grecească, cu suprafața sa mai mare decât a unei sfere, persista chiar și după zeci de agitări viguroase.
Pentru a înțelege cum era posibil ca un sistem să aleagă o stare energetic mai mare, echipa de la Universitatea din Massachusetts Amherst a chemat în ajutor cercetători de la Tufts și Syracuse.
Particulele de nichel de la interfața dintre apă și ulei erau atât de puternic magnetizate încât, în loc să reducă tensiunea interfacială, au făcut exact invers: au crescut-o.
Această tensiune suplimentară a forțat granița dintre cele două lichide să se curbeze într-o formă stabilă, neplană, care nu era deloc sferică.
Ce urmează pentru fizica materiei moi
Deși pare o curiozitate de laborator fără aplicații practice imediate, descoperirea, publicată în revista Nature Physics, zguduie din temelii unele dintre cele mai vechi certitudini ale fizicii materiei moi.
„Când vezi ceva ce nu ar trebui să fie posibil, trebuie să investighezi”, a spus Thomas Russell, autorul principal al articolului. Cercetătorii sunt conștienți că, deocamdată, acest lichid care își revine la forma inițială rămâne mai degrabă un mister fascinant decât o tehnologie gata de utilizare.
Totuși, faptul că legile termodinamicii s-ar putea să nu fie atât de rigide pe cât se credea ridică o întrebare nouă în fizica fundamentală – o întrebare pe care Anthony Raykh nu și-o pusese niciodată înainte să bată la ușile profesorilor săi cu o simplă fiolă în mână.
