Újabb forradalmi áttörés született a kvantumfizikában

Az Olasz Nemzeti Kutatási Tanács (CNR) leccei Nanotechnológiai Kutatóintézet munkatársainak vezetésével egy nemzetközi kutatócsapat sikeresen hozott létre szuperszilárd halmazállapotú fényt. Dimitrios Trypogeorgos és kollégái egy korábbi CNR-eredményre építettek, amikor Danielle Sanvitto vezetésével 2017-ben folyadékkátudták alakítani a fényt. Sanvitto az új kutatásba is bekapcsolódott.

A szuperfolyékony állapot az, amikor egy folyadék viszkozitása nulla, vagyis mozgásienergia-veszteség nélkül folyik. Szuperszilárd halmazállapotról pedig akkor beszélünk, amikor kristályszerkezetű szilárd anyag produkálja mindezt. Az anyagnak ez a fajta viselkedése a kvantumvilágban valósul meg, ezért olyan különleges körülmények között figyelhető meg, amikor ezek a kvantumtulajdonságok megmutatják magukat.

A legnagyobb hidegben érkezik a szuper

A szuperszilárd halmazállapotot a gyakorlatban 2004-ben figyelték meg először, amikor egy héliummal átitatott üvegkorongot torziós ingába építve forgattak. -273 Celsius-fokon mérhetően csökkent a korong tömege. Abszolút nulla közelében a hélium kristállyá fagy, de a kísérlet során az anyag egy része forgás helyett egy helyben maradt, és fizikai ellenállás nélkül haladt át a többi atom között – ezért csökkent a forgó tömeg.

A fény esetében a kutatók egy darab gallium-arzenidet használtak, amelyen különleges peremet képeztek ki. Amikor a félvezetőkben, LED-ekben és napelemekben alkalmazott (egyébként mérgező) gallium-arzenidet lézerrel világították meg, a peremre eső fény hibrid részecskéket, úgynevezett polaritonokat hozott létre, amelyek itt csapdába estek, és szupeszilárd halmazállapotúvá váltak. A kutatók nemcsak létrehozták a szuperszilárd fényt, de mérésekkel bizonyították is, hogy az, ami. Sanvitto elmondása szerint ez nagyon összetett feladat volt.

A szuperszilárd fény egy olyan kvantumfizikai elsőség, ami rengeteg kutatásnak nyit utat. Nemcsak a világegyetem építőelemeinek megértéséhez hoz közelebb, de egész biztosan forradalmi technikai alkalmazásai is lesznek a következő években. Dimitrios Trypogeorgos nagyon optimista volt ezekkel kapcsolatban, és rámutatott, hogy tapasztalataik szerint a szuperszilárd fény több szempontból könnyebben kezelhető volt, mint az atomokból álló szuperszilárd anyag.

(Interesting Engineering, Nature, Phys.org)