Американским физикам удалось сделать то, что десятилетиями считалось почти невозможным — они «остановили» сверхтекучую жидкость, создав странное состояние материи, которое ведёт себя одновременно как твёрдое тело и как жидкость.
Что произошло?
Исследователи из Колумбийского и Техасского университетов в Остине работали не с обычным гелием, а с двухслойным графеном. Под действием света и магнитных полей в нём образуются экситоны — связанные пары электрона и «дырки». При сверхнизких температурах эти экситоны начинают вести себя как сверхтекучая жидкость, текущая без трения.
Но когда учёные начали уменьшать плотность экситонов, произошло неожиданное: «вечный» поток внезапно остановился. При этом экситоны выстроились в жёсткую кристаллическую решётку, как в твёрдом теле, но сохранили свои квантовые свойства.
Почему это важно?
Это первое прямое наблюдение так называемого «сверхтекучего твёрдого тела» — состояния, в котором материя одновременно:
- Имеет жёсткую структуру (как лёд)
- Сохраняет способность течь без сопротивления (как сверхтекучая жидкость)
Открытие подтверждает, что двумерные материалы, такие как графен, — это идеальная платформа для изучения экзотических квантовых явлений. В будущем подобные состояния материи могут лечь в основу принципиально новых электронных устройств, работающих на квантовых принципах.
Исследование, опубликованное в журнале Nature, приближает науку к пониманию фундаментальных законов квантового мира и открывает новые горизонты для квантовых технологий.