「私たちは光を固体に変えました。それは素晴らしいです。」の言葉 ディミトリス・トリポゲオルゴス これらは並外れた実験の成果である 投稿したばかり 自然。光の超固体。既知のすべてのカテゴリに反し、固体結晶と粘性のない流体として同時に動作する量子材料。昨日まで、私たちは極低温原子を使った物質のそのような異常な状態を想像することしかできませんでした。
今日、物理学者のチームのおかげで 米国学術研究会議 イタリアでは、光そのものがこの逆説的な状態に変化し、 基礎物理学 そして、おそらく、私たちがまだ想像もできないようなテクノロジーにも。
不可能が実験になるとき
光が私たちを驚かせるのはこれが初めてではありません。 2009以来、とき ダニエレ・サンヴィットCNR の研究者である彼が光が流体のように振る舞うことを実証したとき、私たちはこの一見単純な要素に驚くべき特性が隠されていることを知りました。しかし、次のステップ、つまり光を超固体に変えるというのは、ほぼ不可能な偉業のように思われた。
しかし、レーザーとガリウムアルミニウムヒ素半導体を組み合わせた複雑な実験装置を通じて、イタリアの研究者たちはそれを実現した。彼らは単に光を操作しただけではなく、 彼らは基本的にそれを、あらゆる古典的な分類を無視するものに変えたのです。 私たちが毎日当たり前のように受け取っているこの光子のビームは、いったいどれだけの驚きを私たちに与えてくれるのだろうか。
私たちはまさに新しい何かの始まりにいます。
超固体とは何か、そしてなぜ私たちは興奮するべきなのか?
スーパーソリッドとはいったい何でしょうか? 立方体の形状を完璧に維持しながら、まるで水のように簡単にふるいを通過できる氷の角氷を想像してみてください。不合理に思えますが、これがまさに物質のこれらの異常な状態で起こることです。 剛性の結晶構造と摩擦のない流れが同じ材料内に共存します。
これまで物理学者は、量子効果が支配的な絶対零度（摂氏マイナス273,15度）に非常に近い温度まで原子を冷却することによってのみ超固体を作り出すことができた。大きなニュースは 今では、はるかに高い温度で光を操作することでそれらを得ることができる。特別に構造化された半導体材料との相互作用により実現します。これは、これらの量子現象をはるかにアクセスしやすい条件下で研究できることを意味します。
光を制御するイタリアの方法
その実験は決して簡単なものではなかった。研究者たちは、半導体上にマイクロメートル単位の精度で「リッジ」を設計し、光と物質の相互作用によって生成されたハイブリッド粒子（いわゆる「ポラリトン（）。この閉じ込めにより、ポラリトンは量子システムに特有の流動性を維持しながら結晶構造に整列するようになりました。
サン・ヴィット 彼らが実際に光の超固体を作ったことを証明するために、どれほど多くの困難を克服しなければならなかったかを強調しています。前例はなく、従うべき実験プロトコルもありませんでした。彼らは、材料が まさに、粘性のない固体と液体の両方でした。
まだ書かれていない超確実な未来
2番目の アルベルト・ブラマティ の ソルボンヌ大学、この実験はほんの第一歩に過ぎません。この光の超固体の特性を完全に理解するには、まだ数え切れないほどの測定が必要ですが、その可能性は刺激的です。
トリポゲオルゴス これらの光子超固体は原子超固体よりも操作が容易である可能性があり、これまでアクセスできなかった物質の異常な状態を研究するための新たな道を開くことを示唆しています。おそらく、この一見抽象的な研究は、今日コンピューター、レーザー、医療機器に動力を与えている他の量子現象と同様に、いつの日か革命的な技術につながるでしょう。
私たちはまさに物理学の新しい章の始まりに立ったばかりです。そして、よくあることですが、すべては一筋の光から始まります。
