Gündelik hayatta bilinen katı, sıvı, gaz ve plazma gibi maddelerin ötesinde, doğada pek çok sıra dışı madde formu bulunuyor.
Bunlardan biri olan süpersolid, hem katıların kristal yapısına hem de sıvıların akışkan özelliklerine sahip olmasıyla dikkat çekiyor.
İtalya Ulusal Araştırma Konseyi’nden (CNR) bilim insanları, süpersolidleri ilk kez fotonları kullanarak oluşturmayı başardı.
Daha önce sadece atomlarla oluşturulabilen bu egzotik madde formu, ışık kullanılarak üretildi.
Işığı maddeye dönüştürdüler
Çalışmada, fotonlar doğrudan süpersolide dönüştürülmedi. Bunun yerine, lazerden elde edilen fotonlar, galyum arsenit içeren bir yarı iletken malzemeye yönlendirilerek madde ile etkileşime sokuldu.
Bu süreçte fotonlar, malzemedeki enerji uyarımları ile birleşerek ‘polaritons’ adı verilen kuazi-parçacıkları oluşturdu.
Daha önce benzer yöntemler ışığı süperakışkan hale getirmek için kullanılmıştı.
Ancak süpersolid yapıyı oluşturmak için bilim insanları, fotonları üç farklı kuantum durumuna yönlendirdi.
Bu sayede ışığın hem kristalize bir düzen oluşturması hem de sürtünmesiz akışkanlık göstermesi sağlandı.
Yeni nesil ışık teknolojilerine kapı aralayabilir
Araştırmacılar, ürettikleri süpersolid yapının ışık yayan cihazlarda ve yeni nesil kuantum teknolojilerinde kullanılabileceğini belirtiyor.
İtalya Pavia Üniversitesi’nden fizikçi Dario Gerace, “Işık akışkanlarının yoğunlaştırılmış madde fiziğinde oluşturduğu bu egzotik durumun incelenmesi, yeni ışık tabanlı teknolojiler için önemli bir adım olabilir” dedi.
Bilim insanları, bu çalışmanın sadece süpersolid maddenin fotonik ortamda üretildiğini kanıtlamakla kalmayıp, aynı zamanda denge durumunda olmayan kuantum fazlarının keşfi için de yeni bir yol açtığını vurguluyor.
Araştırma, Nature dergisinde yayımlandı.
