دستاورد شگفت‌انگیز دانشمندان در تبدیل نور به یک ابرجامد

دیجیاتو: ابرجامدها مواد عجیبی هستند که به‌دلیل اثرات کوانتومی، رفتاری هم مانند جامد هم سیال دارند.

تیمی بین‌المللی از محققان راهی ابداع کرده‌اند که نور لیزر را به ابرجامد (Supersolid) تبدیل کند. ابرجامدها مواد عجیبی‌اند که به‌دلیل اثرات کوانتومی، هم مانند جامد هم سیال عمل می‌کنند. این دستاورد نقطه عطف در علم فیزیک ماده چگال است.

براساس گزارش نیوساینتیست، تیمی بین‌المللی از محققان به سرپرستی شورای ملی تحقیقات ایتالیا (CNR) موفق شدند نور را به ابرجامد تبدیل کنند. البته این تحقیق به بیش از یک دهه پیش برمی‌گردد، آن زمان محققان CNR نشان دادند نور می‌تواند رفتاری مانند سیال داشته باشد. در پژوهش حاضر، محققان با ایجاد چیزی که آن را «ابرجامد کوانتومی» می‌نامند، این کار را پیش برده‌اند.

تبدیل نور به ابرجامد

ابرجامدها مواد منحصربه‌فردی با ویسکوزیته (گران‌روی) صفر و ساختاری شبیه کریستال‌های معمولی هستند، مانند آنچه در نمک خوراکی دیده می‌شود. برخلاف مواد معمولی که طبق قوانین آشنای فیزیک رفتار می‌کنند، ابرجامدها عمدتاً در قلمرو کوانتومی وجود دارند.

پیش‌ازاین، چنین موادی فقط در آزمایش‌های کنترل‌شده با اتم‌هایی که تا دمای بسیار پایین سرد می‌شدند، در دسترس بودند؛ در این شرایط اثرات کوانتومی مشاهده می‌شدند. اما در آزمایش اخیر از نیمه‌رسانایی به نام آرسنید گالیم آلومینیوم به‌جای اتم‌های فوق‌سرد، استفاده شده است.

محققان لیزر را به‌سمت قطعه‌ای با الگوی خاص از نیمه‌رسانا هدایت کردند که برجستگی‌های ظریفی داشت. این تعامل نور و نیمه‌رسانا منجر به تشکیل ذرات هیبریدی به نام پلاریتون (Polariton) شد. محققان پلاریتون‌ها را وادار کردند تا خود را به ابرجامد تبدیل کند.

درنهایت، محققان باید مطمئن می‌شدند توانسته‌اند نور را به ابرجامد تبدیل کنند؛ تا پیش‌ازاین ابرجامد ساخته‌شده از نور وجود نداشت؛ به همین دلیل آزمایش و ارزیابی یافته‌های محققان سخت بود. به‌رغم مشکلات، توانستند نشان دهند این ماده ابرجامد هم جامد هم سیال است و ویسکوزیته ندارد.

محققان می‌گویند ماده جدید قابل‌کنترل‌تر از آنهایی است که از اتم‌ها تولید می‌شوند. البته به گفته آنها محاسبات و تجزیه‌وتحلیل‌های بیشتری برای درک کامل خواص ابرجامد جدید لازم است. یافته‌های محققان در نیچر منتشر شده است.