研究人员首次将光转化为“超固体”——一种同时是固体和液体的奇怪物质状态。
研究人员在 3 月 5 日发表在期刊上的一篇论文中解释说，尽管科学家之前已经用原子制造出了超固体，但这是首次将光和物质耦合来创建超固体，并且为研究凝聚态物理打开了新的大门。
什么是超固体？
超固体是一种奇怪的物质定义为颗粒凝结成有序的结晶固体，但也像没有粘度的液体一样移动。 （粘度是指物质的内摩擦力，控制其流动的顺畅程度）。通常，固体不会自行移动，但超固体会根据粒子相互作用改变方向和密度，同时保持有组织的晶格结构。
为什么超固体这么冷？
超固体需要极低的温度才能形成——通常非常接近（负 459.67 华氏度，或负 273.15 摄氏度）。大多数粒子必须占据可用的最低能量状态，热量使粒子像球坑里兴奋的幼儿一样上下跳跃。
如果材料足够冷，温度就不再掩盖粒子之间的相互作用。相反，量子力学的微小效应成为材料行为的决定因素。
想象一下，孩子们已经回家了，球坑已经陷入了平静的状态。现在我们可以安心地研究球坑的各个组成部分如何相互作用来定义其特征。
有关的：
流体怎么可能没有粘度呢？
粘度是衡量流体改变其形状的难易程度的指标。粘度较高的液体往往更容易粘连，因此会阻碍运动，就像从容器中倒出的糖浆与从水龙头中流出的水相比，糖浆的运动速度更慢一样。除超流体和超固体外，所有流体都具有一定的粘度。
最著名的无粘度流体的例子是冷却到绝对零温度几度以内的氦气。粒子并非完全静止在绝对零； - 由于以下原因，它们会稍微摆动 测不准原理。就氦 4 同位素而言，它们的摆动幅度很大，足以使氦 4 样本不可能在绝对为零的情况下变成固体，除非施加大约 25 个大气压的压力将粒子真正压在一起。
Helium-4 在绝对零处的摆动和其他量子现象会导致流体行为发生一些剧烈变化。它不再有摩擦（因此没有粘度），并且可以快速地将自身从容器中吸出，等等。
我们怎样才能把光变成固体呢？
超固体已经 由原子气体制成前。然而，新研究使用了一种依赖于“极化子”系统特性的新机制。
极化子是通过强电磁相互作用耦合光子（光）和激子等准粒子而形成的。它们的特性使它们能够以与某些原子气体类似的方式凝结到尽可能低的能量状态。换句话说，光与物质耦合在一起，可以凝聚成超固体。
为什么超固体有用？
超固体对于研究很重要，因为它们显示了粒子之间微小的量子相互作用的影响，而没有温度的阻碍。当我们绘制超固体的行为和特征时，我们实际上是在研究原子和粒子是如何组合在一起的。这从根本上告诉我们我们所生活的世界。
随着更多的研究和开发，超固体可用于,、无摩擦润滑剂以及我们尚未开始考虑的应用。我们还有很多可能性尚未发现——用光制造超固体是向前迈出的一大步。
编者注：本文于 3 月 31 日更新以更正错误。之前的版本称这项新研究发表在《科学》杂志上，而实际上它发表在《自然》杂志上。
