是一個奇怪的量子結合了固體和液體的特性。
現在，隨著科學家將光本身轉變為超固體，他們變得更加令人費解。這是一項突破，可能會帶來新的量子和光子技術。
除了日常的固體、液體、氣體和等離子體之外，整個動物園存在。長期理論但僅，超固體具有像普通固體一樣的晶體結構，但與直覺相反，它也可以像流體一樣自由流動。
“我們可以將超固體想像成由在空間中周期性排列的相干量子液滴組成的流體，”說意大利特倫託大學的原子和光學物理學家 Iacopo Carusotto。
水滴，卡魯索托解釋，“能夠在不受擾動的情況下流過障礙物，保持它們的空間排列和相互距離不變，就像在晶體固體中發生的那樣。”
超固體以前只能由原子構成，但意大利國家研究委員會（CNR）科學家領導的團隊現在首次使用光子創造了超固體。
“在半導體納米結構中流動的光流體中認識到這種奇特的凝聚態物質將使我們能夠以一種新的、受控的方式研究其物理特性，並且也許能夠利用其獨特的特性在新的發光器件中可能的應用，”說來自意大利帕維亞大學的凝聚態物理學家達里奧·杰拉斯（Dario Gerace）。
準確理解這裡發生的事情可能很棘手。科學家們不僅僅從空氣中提取自由飛行的光子，並將它們誘導成一種奇異的物質狀態——光不是物質，畢竟它是能量。
為了使其發揮作用，研究人員必須將光子與物質耦合起來。光子來自激光器，被發射到砷化鎵半導體上，砷化鎵半導體提供了方程的物質部分。光子與材料中的激發相互作用以產生被稱為。
過去曾使用類似的設置來轉動。使其成為超固體需要一些額外的步驟。
砷化鎵具有特殊的結構，旨在將光子操縱成三種不同的量子態。
起初，光子進入動量為零的狀態，但隨著該狀態“填滿”，光子對開始溢出到兩個相鄰的狀態。這導致極化子凝聚成團隊所說的連續體束縛態（BiC）。
將極化子限制在半導體內的每種狀態使它們具有固體的空間結構，而它們無摩擦流動的自然能力使它們成為超流體。兩者的特性一起應該使整個系統成為超固體。
為了確認情況確實如此，團隊必須檢查一些明顯的跡象。繪製出光子的密度可以發現兩個高聳的山峰，中間有一個裂縫。但在此之上存在著一種特殊的調製模式，這表明平移對稱性被破壞——這是超固體的一個特徵。
接下來，他們使用乾涉測量法來測量系統的量子態，並確保它在每個狀態組件中局部相干，以及整個系統的全局相干。果然，這個脆弱的秩序團結在一起，為超固體的形成提供了進一步的證據。
研究小組表示，這代表了一種創造奇怪物質狀態的全新方法。
“這項工作不僅展示了在光子平台中觀察超固體相，而且為探索非平衡系統中物質的量子相開闢了道路。”說CNR 納米技術研究所的物理學家 Daniele Sanvitto。
“這尤其重要，因為這種方法有可能彌合基礎科學和實際應用之間的差距。”
該研究發表在期刊上自然。
