Ilustrace světelného paprsku měnícího se v pevný krystal uvnitř mikroskopické polovodičové struktury, zatímco jeho části proudí jako tekutina bez tření.
Ilustrace světelného paprsku měnícího se v pevný krystal uvnitř mikroskopické polovodičové struktury, zatímco jeho části proudí jako tekutina bez tření.

Světlo teď může být pevné i tekoucí zároveň, což otevírá nové možnosti pro kolegu ve výzkumu fotoniky.

Vědci zmrazili světlo do pevného krystalu Tok příběhu a hlavní fakta

Vědci z Itálie dosáhli dosud neslýchaného stavu hmoty – zmrazili světlo do pevné krystalické mřížky, která zároveň dokáže bez tření protékat prostorem. Tento paradoxní stav, známý jako supersolidita, byl dosažen ne v extrémním chlazení helia, ale v mikroskopické polovodičové struktuře z arzenidu hlinito-galitého (AlGaAs). Když do této struktury vstoupí světlo, fotonové částice silně interagují s elektrony a vznikají hybridní částice zvané polaritony. Ty získávají iluzi hmoty a začnou se chovat jako supratekutina v pevném uspořádání.

Dosavadní pokusy o vytvoření supersolidního stavu vyžadovaly teploty blízké absolutní nule a extrémně náročné podmínky. Nový přístup však využívá relativně dostupných laboratorních podmínek, což zvyšuje šanci na praktické využití. Klíčovým prvkem je kvantová interakce mezi světlem a hmotou, která mění fyzikální vlastnosti fotonů.

Objev otevírá cestu k revoluci ve fotonických technologiích. Výzkumníci předpokládají, že by mohl vést k vývoji počítačů, které místo elektronů využívají světlo, a tím dosáhnou výrazně vyšší rychlosti a nižší spotřeby energie. Další aplikace vidí ve výrobě extrémně přesných senzorů a v hardwaru pro kvantové počítače. Zatím jde o laboratorní úspěch, ale jeho dopad na budoucí technologie může být zásadní.

Fakta

  • Italští vědci vytvořili supersolidní stav světla pomocí mikroskopické struktury z arzenidu hlinito-galitého (AlGaAs).
  • Světlo se v materiálu změnilo na pevnou krystalickou mřížku, která zároveň proudí bez tření – tzv. supersolidita.
  • Klíčem jsou polaritony, hybridní částice vznikající spojením fotonů a excitovaných elektronů v polovodiči.
  • Dosavadní pokusy o supersoliditu vyžadovaly teploty blízké absolutní nule, nový přístup funguje za relativně běžných laboratorních podmínek.
  • Objev může otevřít cestu k fotonickým počítačům, dokonalým senzorům a stabilnímu hardwaru pro kvantové výpočty.

Vizuální vysvětlení zpráv od Canto. Při tvorbě mohou pomáhat nástroje AI. Redakční zásady