Странное состояние материи: физики впервые превратили свет в твердое тело, текущее как жидкость

В то время как химики сделали важный научный прорыв, создав необычное вещество из бора и углерода, физики впервые превратили свет в сверхтекучее твердое тело и таким образом открыли новые возможности для лучшего понимания необычных квантовых состояний материи. Исследование опубликовано в журнале Nature, пишет Interesting Engineering.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Сверхтекучие твердые тела – это странные материалы, которые представляют собой твердое вещество со свойствами сверхтекучей жидкости из-за квантовых эффектов. Если точнее то, это фаза квантовой жидкости. Если сильно охладить квантовую жидкость, например, конденсат Бозе-Эйнштейна, то она приобретает нулевую вязкость, то есть у нее отсутствует трение при перемещении по поверхности других материалов. Это сверхтекучая жидкость. Сверхтекучие твердые тела имеют структуру, напоминающую обычные кристаллы, такие как те, что содержатся в поваренной соли. Эти странные материалы не имеют аналогов за пределами квантового мира. Теперь же физики создали странное сверхтекучее твердое тело, которое может течь как жидкость, из лазерного света.

Авторы исследования смогли осуществить научный прорыв на основании уже существующего подтвержденного факта и о том, что свет может вести себя как жидкость. Физики использовали лазерный свет, чтобы создать квантовое сверхтекучее твердое тело.

До сих пор похожие странные материалы создавались только в контролируемых экспериментах с участием атомов, охлажденных до чрезвычайно низких температур. В этих условиях квантовые эффекты становятся заметными.

Но физики заменили сильно охлажденные атомы полупроводником, известным как арсенид галлия-алюминия. Ученые направили лазер на специально сформированный кусок полупроводника. Сложное взаимодействие между лазерным светом и полупроводником привело к созданию гибридных частиц, известных как поляритоны. Условия эксперимента ограничили то, как поляритоны могли двигаться и какую энергию они могли иметь. В результате это привело к тому, что поляритоны объединились в сверхтекучее твердое состояние материи.

Физикам пришлось приложить немало усилий, чтобы подтвердить факт создания квантового сверхтекучего твердого тела из света. Для этого им пришлось точно измерить свойства вещества, но в итоге они доказали, что оно ведет себя как твердое тело и сверхтекучая жидкость.

Новый эксперимент дает новую информацию о том, как квантовая материя может менять свое состояние посредством фазового перехода. Хотя физики доказали, что они создали сверхтекучее твердое тело из света, для полного понимания его свойств необходимы дополнительные измерения и анализы.

Авторы исследования считают, что такие формы материи, созданные из света, могут быть более просты в управлении, чем те, которые ранее создавались с использованием очень холодных атомов. Эта характеристика может привести к более глубокому исследованию новых и неожиданных состояний материи.

Как уже писал Фокус, ученые смогли раскрыть 45-летнюю тайну, ведь они обнаружили источник загадочного сигнала из глубокого космоса. Если данные астрономов подтвердятся, то они стали свидетелями первого в истории наблюдения особенного космического убийства.

Также Фокус писал о том, что ученые нашли за Плутоном необычный тройной объект, который может пролить новый свет на формирование окраин Солнечной системы.