Физики получили состояние вещества, которое одновременно твёрдое и жидкое

Команда Политехнического института Ренсселера создала сверхтвердую фазу материи без криогенного охлаждения. Результаты опубликованы в Nature Nanotechnology.

Эксперимент основан на устройстве, объединяющем кристалл перовскита с наноструктурой, которая захватывает и формирует световые волны. При облучении лазером система генерирует поляритоны — гибридные квантовые частицы, объединяющие свойства фотонов и электронов в материале.

При низкой интенсивности излучения поляритоны образуют единое квантовое состояние. С ростом мощности лазера происходит фазовый переход: однородная квантовая жидкость спонтанно формирует периодическую полосатую структуру, сохраняя при этом когерентность всей системы. Это сочетание кристаллического порядка и способности течь без трения характеризует сверхтвердое состояние.

Ранее такие фазы наблюдались только при температурах близких к абсолютному нулю в сложных криогенных установках. Команда Вэя Бао реализовала квантовое состояние на компактном чипе размером с микросхему при обычных условиях. Конфигурация полосатой структуры меняется от опыта к опыту, что подтверждает спонтанный характер перехода, а не внешнее управление.

Исследователи использовали синхронизацию лазерных импульсов с визуализацией в реальном времени для фиксации случайных изменений конфигурации при каждом эксперименте. Технология потенциально применима для создания лазеров с программируемыми пространственными характеристиками и систем оптической обработки информации.

Источник: Phys.org