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科学家首次将光转化为超固体
www.wforum.com | 2025-03-10 15:58:30  煎蛋网 | 0条评论 | 查看/发表评论

  想象一种物质,粒子像水晶般排列得整整齐齐,却能像水一样毫无阻力地滑过,这就是超固体。它藏在量子世界的角落里,粒子们像一群默契的舞者,共享同一个节拍,自发调整站位,只为把能量降到最低。这个概念听起来玄乎,半个多世纪以来,它一直只是理论中的幻影,直到最近,实验才让它露出真容。一支由纳米技术专家、工程师和物理学家组成的小型国际团队,最近做到了不可思议的事:他们让激光光摇身一变,成了超固体。这项突破登上了《自然》杂志,编辑部还特意配了一篇简讯,点赞它的亮点。

  过去,超固体多是用极冷的原子,比如玻色-爱因斯坦凝聚态(BECs),再加上电磁场的助力,才能在冰天雪地里现身。可这次,科学家们换了套路,把目光投向了光。意大利国家研究委员会(CNR)的Dimitrios Trypogeorgos忍不住感叹:“能让光变成固体,实在是太神奇了!”这想法的火花,其实早有伏笔。CNR的Danielle Sanvitto十多年前就发现,光在特定条件下能像流体一样流动。如今,他的团队更进一步,把这个创意推向极致,催生出了光的超固体。

  具体怎么做到的?他们拿出一块精心雕琢的半导体材料——砷化镓也好,铝镓砷也罢,名字不重要,关键是表面刻满了细密的凸脊。接着,一束激光射上去,光与材料碰撞,擦出了奇妙的火花,生出一种叫“极化激元”的混合粒子。这些小家伙被凸脊的图案牢牢掌控,像是被按进了模具,能量和舞步都被调教得恰到好处,最终组成了超固体。想象一下,光不再是散漫的波,而是被“驯服”成了既稳稳当当又有灵动感的存在,多带劲!

  光造出来了,可怎么证明它真是超固体?毕竟,谁也没见过这种“光之固体”。团队费尽心思,小心翼翼地测量被困住的光。他们发现,这团光既像固体般有形,又像流体般滑溜,完全没一点粘性。他们还观察到极化激元状态下密度的微妙变化,对称性被打破得清清楚楚。更妙的是,他们能直接触碰波函数的相态,精确捕捉到超固体的局部一致性。这样的特性,完全符合超固体的定义。

  为什么要这么大费周章?超固体可不是随便就能露面的家伙,过去用原子,得在极冷环境下才能看到量子效应。这次用光,事情变得不一样了。团队觉得,光造的超固体可能比原子版更好操控,操作起来没那么“冻手”。这对研究超固体的本质是大好事。比如,它那晶莹剔透又流动自如的结构,到底藏着什么秘密?能不能派上新用场?这些问题让研究者们兴奋得睡不着。

  往前看,团队打算继续钻研这团光造超固体,看还能挖出什么新花样。他们相信,与其在极寒中跟原子较劲,用光或许能更快解锁量子世界的奥秘。想想光粒子在凸脊间跳跃,化成既晶莹又灵动的模样,这画面多抓人眼球!这不仅是个炫酷的实验,更可能为我们揭开超固体背后的深层故事。谁知道呢,也许有一天,这神奇的光之固体会走出实验室,点亮我们的生活,带来更多惊喜。

科学家首次将光转化为超固体

 光被制成了一种叫做超固体的奇特材料。图片来源:Baac3nes/Getty Images

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