Італійським фізикам вперше вдалося використати енергію світла для створення надплинного твердого тіла. Це термодинамічна фаза квантової рідини, яка є твердим тілом з властивостями надплинної рідини. Під час охолодження квантової рідини до певної температури вона набуває надплинних характеристик, зокрема, нульової в’язкості, що означає відсутність тертя.
Про це розповідає ProIT
«Ми фактично перетворили світло на тверде тіло. Це досить круто», — зазначив фізик Національної дослідницької ради Італії Димитріос Тріпогеоргос.
Однак заява науковця є дещо перебільшеною, адже дослідники просто спрямували лазер на ділянку напівпровідника зі спеціальним малюнком, що містить вузькі виступи. Внаслідок взаємодії світла з напівпровідником були отримані гібридні частки, відомі як поляритони. Це досягнення спирається на попередні роботи науковиці з Національної дослідницької ради Італії Даніелли Санвітто, яка більше десяти років тому довела, що світло може використовуватись для утворення незвичайних квантових матеріалів.
Спеціальний малюнок на напівпровіднику відігравав ключову роль, обмежуючи рух цих часток та їхні енергетичні рівні, що дозволило їм об’єднуватися в тверде надплинне тіло. Для свого дослідження італійські науковці використали арсенід галію-алюмінію як напівпровідник.
Команді дослідників довелося вирішити непросте завдання підтвердження своїх результатів: їм потрібно було точно виміряти численні властивості цього недавно утвореного надтвердого тіла, щоб довести, що воно дійсно має характеристики як твердого тіла, так і рідини без в’язкості.
Досі подібні незвичайні матеріали можна було отримати лише в контрольованих експериментах з атомами, охолодженими до вкрай низьких температур, де квантові ефекти найкраще проявлялися і ставали доступними для спостереження. Як зазначив Альберто Браматі з Університету Сорбони, проведене дослідження дозволяє отримати глибше розуміння того, як квантова матерія змінює свій стан за допомогою фазового переходу. Однак науковець також зазначив, що для повного розуміння властивостей цієї речовини необхідні додаткові вимірювання та аналізи.
Тріпогеоргос висловив припущення, що такі форми матерії можуть бути більш контрольованими, ніж ті, що утворюються за допомогою атомів, що відкриває нові можливості для дослідження незвичайних станів матерії.
Дослідження опубліковано у журналі Nature.
