Conheça o superfluido mais maluco que a Ciência já estudou

O hélio, frequentemente associado a balões de festa e vozes finas engraçadas, esconde em suas propriedades uma substância fascinante e desafiadora das leis da física: o hélio superfluido. Essa forma peculiar do elemento, presente no estado líquido a temperaturas extremamente baixas, tem propriedades que desafiam nossa compreensão da realidade e é a joia da coroa nesse mundo de loucuras quânticas.

Ele é um líquido que flui sem qualquer resistência, desafiando até a gravidade, e que mostra características impressionantes. Também conhecido como hélio II, essa substância se forma quando o hélio é resfriado a menos de 2,2 Kelvin (cerca de −270,95° Celsius), próximo do zero absoluto, o limite mais baixo possível de temperatura.

O que há de especial nesse superfluido?

De forma simples, o que acontece com nosso querido elemento é que ele desafia as regras do jogo. Mas como assim?

O hélio, quando em temperatura ambiente, fica em estado gasoso. Se colocado em situações de baixíssima temperatura, ele irá passar para o estado líquido. Caso ele seja exposto a uma temperatura mais baixa ainda, aproximando-se do zero absoluto, ele deveria ir para o estado sólido, correto? Pois nesse caso, não.

Ao contrário do que acontece com a água que colocamos na geladeira para fazer gelo, se fizermos o mesmo com o hélio num "superfreezer", ele não irá para o estado sólido, mas vai virar um superfluido. Esse estado físico ocorre quando o líquido perde sua viscosidade, ficando livre de qualquer atrito. É nessa condição que o hélio II mostra suas habilidades.

Nesse estado, sua condutividade térmica aumenta em uma magnitude incrível, tornando-o um condutor de calor muito mais eficiente do que qualquer coisa que já vimos. Assim, ele pode conduzir calor centenas de milhares de vezes mais rápido que os melhores condutores sólidos que conhecemos, como cobre ou prata. 

Esse fenômeno é conhecido como "segundo som", onde as ondas de calor se espalham diferente do tradicional, sendo propagadas em ondas pelo ar, igual ocorre com o som — daí a razão de ser chamado de segundo som. 

Além disso, o hélio II pode se movimentar contra a gravidade, escalando paredes e vazando por aberturas tão pequenas que parecem impossíveis de passar. Tanto que, se o colocarmos num recipiente aberto, ele escapará, subindo pelas paredes como se fosse dotado de vida própria.

Por que isso acontece?

A resposta, como sempre, reside na estranheza da mecânica quântica. Os átomos de hélio no estado superfluido ocupam todos o mesmo estado quântico, permitindo que eles atuem como uma única entidade, desafiando as leis da física clássica e nos levando a uma nova compreensão do universo em escala microscópica.

Além desse modo diferente de operar ser fascinante por si só, o hélio superfluido pode nos levar a avanços tecnológicos revolucionários. Desde a criação de supercondutores de alta temperatura até a exploração de novas fronteiras na física de partículas, o hélio II está na vanguarda da ciência moderna, nos levando a lugares que antes eram apenas sonhos na mente dos cientistas.

De tudo isso, uma coisa é certa: o hélio II é uma janela para um mar de possibilidades e descobertas que continua a nos surpreender e desafiar nossa compreensão do universo. O que virá depois?