Учёные впервые успешно превратили свет в сверхтвёрдое вещество, что открывает путь к новым знаниям о необычных квантовых состояниях материи. Это достижение знаменует собой веху в области физики конденсированных сред.
Димитриос Трипогеоргос из Национального исследовательского совета Италии (CNR) сказал: «Мы действительно превратили свет в твёрдое тело. Это просто потрясающе». Достижение стало продолжением предыдущей работы учёного Даниэля Санвитто из CNR, который более десяти лет назад продемонстрировал, что свет может вести себя как жидкость.
Однако Трипогеоргос, Санвитто и их команда пошли дальше, создав то, что они называют квантовым «сверхтвёрдым телом».
Читайте: Китайский квантовый чип Zuchongzhi-3 в квадриллион раз быстрее суперкомпьютеров
Свет становится квантовым «сверхтвёрдым телом»
Супертвёрдые вещества (суперсолиды) – это уникальные материалы с нулевой вязкостью и структурой, напоминающей обычные кристаллы, как в поваренной соли.
В отличие от обычных материалов, которые ведут себя в соответствии с привычными законами физики, суперсолиды существуют в основном в квантовом мире.
До сих пор такие материалы можно было получить только в контролируемых экспериментах с атомами, охлаждёнными до экстремально низких температур – условий, при которых квантовые эффекты становятся заметными и наблюдаемыми.
Недавний эксперимент отличался от предыдущих методов тем, что вместо ультрахолодных атомов использовался полупроводник, известный как арсенид галлия алюминия. Исследователи направили лазер на специально вырезанный кусок полупроводника с узкими гребнями. Взаимодействие между светом и полупроводником привело к образованию гибридных частиц, называемых поляритонами.
Рисунок гребней сыграл решающую роль, ограничив движение этих квазичастиц и их энергетические уровни, что в итоге позволило поляритонам объединиться в сверхтвёрдое состояние.
Чтобы подтвердить свои выводы, команда учёных столкнулась с серьёзной проблемой: им нужно было точно измерить достаточные свойства этого вновь образованного сверхтвёрдого вещества, чтобы доказать, что оно действительно обладает характеристиками как твёрдого тела, так и жидкости без вязкости.
Санвитто подчеркнул сложность задачи, заявив, что супертвёрдое вещество, созданное из света, никогда ранее не создавалось и не подтверждалось экспериментально.
Сверхтвёрдое вещество из лазерных лучей
Исследование даёт широкое понимание, как квантовая материя может менять состояние путём фазового перехода.
Хотя исследователи убедительно показали, что они создали сверхтвёрдое вещество, для полного понимания его свойств необходимы дополнительные измерения и анализы. Эти формы материи могут быть более управляемыми, чем те, что образуются из атомов.
Такая особенность может привести к более глубокому изучению новых и неожиданных состояний материи и практическому применению в квантовых технологиях.
Поскольку область квантовой физики продолжает развиваться, создание сверхтвёрдого вещества на основе света представляет захватывающее начало для исследователей. Учёным предстоит ещё многое узнать о поведении этого нового состояния материи, и они стремятся глубже изучить его нюансы, чтобы в ближайшие годы найти революционные применения.
Таким образом, превращение света в твёрдое тело – не просто впечатляющая демонстрация научных возможностей, это открытие новых областей понимания в увлекательном мире квантовой механики.
Это новаторское исследование – значительный шаг на неизведанную территорию в понимании фундаментальных строительных блоков нашей Вселенной.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU