Фізики розробили новий надтвердий квантовий стан при кімнатній температурі – ScienceAlert.

Група фізиків з різних країн досягла нових висот, створивши надтвердий квантовий стан в екситон-поляритонному конденсаті Бозе–Ейнштейна при кімнатній температурі. Для проведення експерименту була використана мікропорожнина — компактна структура, здатна утримувати світлові хвилі. Як зазначає ScienceAlert, результати цього дослідження були опубліковані в журналі Science Advances.

Синтез характеристик рідини і кристалів.

Надтвердий стан володіє двома ключовими характеристиками: надплинністю, що дозволяє системі текти без жодного опору, та упорядкованою, періодичною структурою, яка нагадує кристали. У рамках цього експерименту він був отриманий в конденсаті екситон-поляритонів — гібридних квазічастинок, що поєднують у собі властивості світла й матерії. У конденсаті Бозе — Ейнштейна безліч частинок або квазічастинок функціонують як один єдиний квантовий об'єкт.

Вчені інтегрували рідкий кристал, характеристики якого можна регулювати за допомогою електрики, з органічним напівпровідником, який має потужну взаємодію зі світлом. Для активації процесу використовували лазерні імпульси. Як зазначає фізик Віктор Пєцек з Військового технологічного університету Польщі, такі мікропорожнини з рідкими кристалами здатні функціонувати навіть при температурах, що наближаються до 60 °C.

Для отримання свіжих новин підписуйтеся на наш Telegram-канал UA.News.

Приклади спонтанного порушення симетрії.

Створений стан виявився нестійким: матеріали поступово зазнавали деградації внаслідок взаємодії напівпровідника з рідким кристалом. Фізик Марцін Мушинський з Сіті-коледжу Нью-Йорка підкреслив, що для повторного вимірювання необхідно було виготовити новий зразок.

Після кожного лазерного імпульсу конденсат формувався знову, проте смуги його кристалічної структури щоразу розташовувалися дещо інакше. Фізик Гійом Мальпюеш із Французького національного центру наукових досліджень назвав це прикладом спонтанного порушення симетрії: теорія передбачала кілька рівноцінних станів, між якими може обирати система. Результати підтвердили на кількох зразках і за допомогою комп'ютерного моделювання.

Окремі елементи існували лише миті, проте цього часу вистачило для проведення необхідних спостережень. Перспективними напрямками подальшого розвитку експериментів є збільшення тривалості основних процесів, а також глибше дослідження квантових вихорів, які проявлялися у вигляді дефектів у смугастій структурі. Така система може спростити вивчення квантової поведінки надплинних рідин і надтвердих станів без використання кріогенного охолодження.