Международная команда с участием ученых Варшавского университета получила признаки суперсолидной фазы в системе, объединяющей свойства света и вещества. Эксперимент провели при комнатной температуре. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.
Суперсолидом называют необычное квантовое состояние, сочетающее пространственный порядок, похожий на кристаллический, со сверхтекучими свойствами. Для его изучения в атомных системах обычно требуется охлаждение почти до абсолютного нуля.
Здесь использовали экситонные поляритоны — гибридные квазичастицы, возникающие при сильной связи света с возбуждениями вещества. Ученые создали микрорезонатор с жидким кристаллом и органическим полупроводником. Лазерное возбуждение позволяло формировать поляритонный конденсат.
При переходе в исследуемую фазу в испускаемом свете появлялись регулярно расположенные яркие полосы. Они указывали на периодическое изменение плотности конденсата. После разных лазерных импульсов полосы возникали со сдвигом: система самостоятельно выбирала один из равноценных вариантов расположения.
Одновременно наблюдали периодический рисунок поляризации света, связанный со спиновыми свойствами поляритонов. Сочетание этих признаков позволило авторам описать состояние как суперсолидную фазу.
Важная особенность установки — возможность менять оптические свойства электрическим напряжением. Такая управляемая система при обычной температуре расширяет возможности изучения коллективных квантовых эффектов. Ее применение в оптических вычислениях и датчиках пока остается задачей будущих исследований.
Ранее физики предложили новое состояние материи — «жидкость времени».