近日，意大利國家研究委員會（CNR）的研究團(tuán)隊宣布了一項在量子物理領(lǐng)域的重大突破。他們成功利用光的特性創(chuàng)造出一種前所未有的物質(zhì)狀態(tài)——“超固體”。這一發(fā)現(xiàn)不僅為量子物質(zhì)的研究開辟了新的道路，還挑戰(zhàn)了我們對物質(zhì)基本特性的傳統(tǒng)認(rèn)知。
據(jù)悉，該研究成果已在自然期刊上發(fā)表。CNR下屬的兩個研究機(jī)構(gòu)CNR-INO和CNR-Nanotec將于近期在佛羅倫薩聯(lián)合舉辦一場科學(xué)研討會，深入探討光和物質(zhì)量子流體的奧秘。
“超固體”是一種同時具備固體晶體結(jié)構(gòu)和流體零粘度特性的奇特物質(zhì)狀態(tài)。在以往的研究中，“超固體”只能在接近絕對零度的極端條件下通過原子實(shí)驗實(shí)現(xiàn)。然而，此次CNR的研究團(tuán)隊卻首次在光基系統(tǒng)中成功創(chuàng)制出了這種物質(zhì)狀態(tài)。
實(shí)驗中，研究團(tuán)隊采用了鋁鎵砷化物半導(dǎo)體材料與激光器，取代了傳統(tǒng)的超冷原子體系。他們將激光照射到具有納米級窄脊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料上，通過光與材料的相互作用，生成了一種被稱為“極化激元”的混合粒子。這些準(zhǔn)粒子的運(yùn)動和能量分布受到脊?fàn)顖D案的限制，進(jìn)而形成了“超固體”狀態(tài)。
CNR科學(xué)家達(dá)尼埃萊·桑維托表示，為了驗證這種物質(zhì)同時具備晶體結(jié)構(gòu)和零粘性超流體行為，團(tuán)隊進(jìn)行了多項精確測量。法國索邦大學(xué)的阿爾貝托·布拉馬蒂對此項實(shí)驗給予了高度評價，認(rèn)為它加深了學(xué)界對量子物質(zhì)相變機(jī)制的理解，但仍需更多測量來揭示其具體特性。
CNR研究員迪米特里斯·特里波格奧爾戈斯則認(rèn)為，與傳統(tǒng)的原子體系相比，光基超固體具有更高的可操作性，有望成為探索新型量子物質(zhì)的重要工具。他表示，這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著科學(xué)界已經(jīng)站在了一個新領(lǐng)域的起點(diǎn)上。
研究團(tuán)隊還計劃進(jìn)一步探索該超固體的輸運(yùn)特性及其對外界擾動的響應(yīng)機(jī)制。光基量子系統(tǒng)的高度可調(diào)性為量子計算和拓?fù)洳牧涎芯刻峁┝诵碌目赡苄裕A(yù)示著未來在這一領(lǐng)域或?qū)⒂懈嗟耐黄坪桶l(fā)現(xiàn)。
