Международная группа ученых, в состав которой вошли специалисты Варшавского университета, обнаружила признаки существования суперсолидной фазы в системе, в которой гармонично сочетаются свойства света и вещества. Данный эксперимент был проведен при комнатной температуре, а результаты работы были опубликованы в уважаемом научном журнале Science Advances.
Суперсолид представляет собой уникальное квантовое состояние, которое объединяет в себе пространственный порядок, свойственный кристаллам, и сверхтекучие характеристики. Обычно для его исследования в атомных системах необходимо охлаждение до температур, близких к абсолютному нулю.
В данном исследовании ученые применили экситонные поляритоны — гибридные квазичастицы, которые возникают при интенсивной связи света с возбуждениями вещества. Для достижения поставленной цели была создана микрорезонаторная установка, использующая жидкий кристалл и органический полупроводник. Лазерное возбуждение сыграло ключевую роль в формировании поляритонного конденсата.
Когда система переходила в исследуемую фазу, в испускаемом свете появлялись яркие полосы, расположенные в регулярном порядке. Эти полосы указывали на периодические изменения плотности конденсата. Интересно, что после различных лазерных импульсов полосы начали возникать с некоторым сдвигом: система сама выбирала один из равновесных вариантов расположения.
Кроме того, был зафиксирован периодический рисунок поляризации света, который оказался связан со спиновыми свойствами поляритонов. Сочетание этих наблюдений позволило авторам работы охарактеризовать состояние как суперсолидную фазу.
Ключевой особенностью данной установки является возможность изменения оптических свойств при помощи электрического напряжения. Эта управляемая система при обычной температуре значительно расширяет горизонты для изучения коллективных квантовых эффектов. Применение её в области оптических вычислений и сенсоров пока остается задачей для будущих исследований.
