A szuperszilárdságot már 2007-ben sikerült kimutatni ultrahideg atomi rendszerekben, például nátriumban és rubídiumban. Egy nemzetközi kutatócsoport azonban most teljesen új megközelítést alkalmazott: szuperszilárd anyagot hoztak létre fényből származó részecskék, úgynevezett polaritonok segítségével. Ez az első alkalom, hogy maga a fény alakult át szilárd anyaggá.

„Valójában fényből készítettünk szilárd anyagot. Ez egészen lenyűgöző”

– mondta Dimitris Trypogeorgos, az Olasz Nemzeti Kutatási Tanács (CNR) fizikusa a New Scientist-nek.

A szuperszilárd anyagok egyedülálló módon ötvözik a szilárd testek rögzített szerkezetét a szuperfolyadékok súrlódásmentes áramlásával. Míg a hagyományos anyagokban az atomok egy merev rácsban helyezkednek el, a szuperszilárd testben a részecskék megtartják ezt a rendezett struktúrát, miközben akadálytalanul áramlanak benne. A fizikusok már az 1950-es évek óta próbálják megfejteni ezt a különleges állapotot. Évtizedeken át vizsgálták, hogy vajon az ultrahideg hélium-4 esetében előfordulhat-e a jelenség. 2004-ben úgy tűnt, hogy sikerült is kimutatni extrém nyomás alatt lévő héliumban, ám a későbbi kísérletek cáfolták az első lelkesítő eredményeket. A stabil szuperszilárd anyag keresése azonban nem állt meg – és most végre áttörést sikerült elérni.

Az energiatermelés nagyon furcsa módját találták fel - nyálka segítségével A nyálkás anyag speciális módon generál energiát.

A legújabb kísérlet során a kutatók lézert irányítottak egy speciálisan strukturált gallium-arzenid rétegre, amely aprólékosan megmunkált gerincekkel ellátott félvezető anyag volt. Amikor a fény elérte ezeket a gerinceket, kölcsönhatásba lépett az anyaggal, és polaritonokat hozott létre – olyan kvázi-részecskéket, amelyek részben fényből, részben anyagból állnak. Ezek a polaritonok kristályszerű mintázatba rendeződtek, miközben akadálytalanul áramlottak, ezzel igazolva a szuperszilárd állapot kialakulását.

A felfedezés nem csupán tudományos érdekesség, hanem komoly előrelépés az anyag egzotikus állapotainak megértésében. Míg az atomi szuperszilárd anyagok rendkívül alacsony hőmérsékletet igényelnek, a fényalapú szuperszilárdság már szobahőmérsékleten is tanulmányozható. A mostani felfedezésnek ráadásul gyakorlati jelentősége is akad, mivel új lehetőségeket nyithat meg a kvantumszámítástechnika és az ultrahatékony energiaszállítás területén. Jelenleg ezek a szuperszilárd anyagok kizárólag laboratóriumi körülmények között hozhatóak létre, de a lehetséges alkalmazásaik továbbra is izgalmas kutatási területet jelentenek a kvantumfizikában.

(A cikkhez használt kép illusztráció, amit a DALL-E generált/Rakéta)