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既像固体又像流体光首次转化为“超固体”

文章来源：新能源网更新时间：2025-03-12 10:40:20

光被制成了一种叫作超固体的奇特材料。图片来源：Baac3nes/Getty Images

本报讯 研究人员利用激光首次制造出一种可以像流体一样流动的奇特固体。对它展开研究将有助于科学家更好地理解物质的奇异量子态。3月5日，相关研究成果发表于《科学》。

“我们实际上把光变成了固体，这非常了不起。”论文通讯作者、意大利国家研究委员会（CNR）的Dimitris Trypogeorgos说。他指出，同样来自CNR的Daniele Sanvitto在10多年前就展示了光是如何变成流体的。现在，Trypogeorgos、Sanvitto和同事不仅用光创造了一种固体，而且还制造了一种量子“超固体”。

超固体同时具有零黏度和类似盐晶体中原子排列的晶体结构。这些奇特的材料在量子领域之外没有对应的物质。正因如此，它们以前只能在将原子冷却到极低温度的实验中产生，在这种情况下，原本可以忽略不计的量子效应会占据主导地位。

但在这个实验中，研究人员用半导体砷化铝镓和激光取代了超冷原子。

他们将激光照射到一小块带有狭窄的脊状图案的半导体上。光与材料之间的复杂相互作用最终形成了一种名为极化子的混合粒子。脊状图案限制了这些“准粒子”的移动以及它们的能量，从而使极化子形成了超固体。

Sanvitto表示，研究团队必须非常精确地量化这种被捕获并转化的光的多种特性，以证明它既是一种固体，又是一种无黏性的流体。他说，这是一个挑战，因为科学家以前从未创造过由光制成的超固体，并通过实验对其进行评估。

法国索邦大学的Alberto Bramati表示，这项新实验有助于物理学家增进对量子物质通过相变改变状态的整体理解。他说，研究小组清楚地证明了他们制造了一种超固体，但还需要做更多的测量来了解它的性质。

Trypogeorgos表示，基于光的超固体可能比之前用原子制造的超固体更容易操控，这可能使他们的实验成为理解一系列新颖且令人惊讶的物质类型的第一步。（文乐乐）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-025-08616-9

《中国科学报》 (2025-03-07 第2版国际)

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