意大利国家研究委员会的科学家指出,10多年前就有研究人员展示了光是如何变成流体的,现在,他们不仅用光创造了一种固体,而且还制造了一种量子“超固体”。
超固体同时具有零黏度和类似盐晶体中原子排列的晶体结构。这些奇特的材料在量子领域之外没有对应的物质。正因如此,它们以前只能在将原子冷却到极低温度的实验中产生,在这种情况下,原本可以忽略不计的量子效应会占据主导地位。但在新研究中,科学家用半导体砷化铝镓和激光取代了超冷原子。
他们将激光照射到一小块带有狭窄的脊状图案的半导体上。光与材料之间的复杂相互作用最终形成了一种名为极化子的混合粒子。脊状图案限制了这些“准粒子”的移动以及它们的能量,从而使极化子形成了超固体。
研究团队必须非常精确地量化这种被捕获并转化的光的多种特性,以证明它既是一种固体,又是一种无黏性的流体。这是一个挑战,因为科学家以前从未创造过由光制成的超固体,并通过实验对其进行评估。
这项新实验有助于物理学家增进对量子物质通过相变改变状态的整体理解。基于光的超固体可能比之前用原子制造的超固体更容易操控,对它展开研究将有助于科学家更好地理解物质的奇异量子态。
(《中国科学报》3.7 文乐乐)