Vedci premenili svetlo na pevnú hmotu. Toto mení všetko, čo sme si mysleli o fyzike!
Výskumníkom sa podarilo pretvoriť svetlo na pevnú látku, ktorá sa správa ako tekutina. Nový suprapevný materiál zmení kvantovú fyziku.
Výskumníci po prvýkrát v histórii vytvorili takzvanú “suprapevnú” látku, ktorá sa skladá zo svetla, ktoré sa správa ako pevná látka, no tečie ako tekutina. Táto štúdia vedcom otvára dvere do výskumu kvantových stavov hmoty.
Nový objav predstavuje významný míľnik vo výskume kondenzovanej hmoty. Štúdia sa zakladá na predchádzajúcich výskumných prácach. Tie dokázali, že svetlo sa dokáže správať ako tekutá látka. V novej štúdii to výskumníci posunuli ešte o krok vpred a vytvorili látku, ktorá sa nachádza v kvantovom suprapevnom skupenstve.
Suprapevné materiály sú jedinečnými vďaka nulovej viskozite a štruktúre, ktorá pripomína bežné kryštály, napríklad tie, ktoré nájdeme v bežnej soli. Bežné materiály sa správajú podľa známych fyzikálnych zákonov. Čo sa ale týka suprapevných materiálov, tie existujú hlavne v kvantovom svete, informuje portál Interesting Engineering. Suprapevné materiály sú materiály, ktoré dokázali donedávna vzniknúť len v prísne kontrolovaných experimentoch. Tieto experimenty pracovali s atómami schladenými na extrémne nízke teploty.
Svetlo ako pevná látka s vlastnosťami tekutiny
V rámci nových experimentov výskumníci použili namiesto ultrachladných atómov polovodič, ktorý je známy ako hlinito-gáliový arzénid. Výskumníci namierili laser na špecifickú časť polovodiča a následne pozorovali interakcie medzi svetlom a polovodičom. Autori štúdie vysvetľujú, že tieto interakcie viedli ku vzniku hybridných častíc, ktoré nazývame polaritróny.
Špecifická časť polovodiča s úzkymi hrebeňmi mala mimoriadne dôležitú úlohu v usmerňovaní vzniknutých kvázičastíc. To eventuálne viedlo k tomu, že sa polaritróny spojili do suprapevného skupenstva. Autori štúdie ale mali problém popísať svoje nové objavy. Na to museli presne zmerať vlastnosti novej suprapevnej látky a ponúknuť dôkaz, že sa táto hmota správa aj ako pevná látka aj ako tekutina s nulovou viskozitou.
Neprehliadni
“Išlo o mimoriadne náročnú úlohu. Musíme podotknúť, že suprapevná látka zložená zo svetla nebola nikdy predtým vytvorená alebo experimentálne overená. V podstate sa nám ale podarilo premeniť svetlo na pevnú látku, čo je naozaj pozoruhodné,” hovorí jedna z autorov štúdie, Danielle Sanvitto.
Nová suprapevná hmota zo svetla nám dokáže v budúcnosti pomôcť lepšie pochopiť, ako môže kvantová hmota meniť svoje skupenstvá. Autori štúdie ale dodávajú, že hoci sa im podarilo potvrdiť, že skutočne vytvorili suprapevnú látku zo svetla, potrebujú ešte ďalšie štúdie na to, aby sme plne pochopili vlastnosti tohto materiálu. Tím je ale optimistický.
Autori štúdie naznačujú, že tieto formy hmoty sa môžu kontrolovať jednoduchšie ako suprapevné látky generované z atómov. V tomto smere sú suprapevné látky zo svetla naozaj fascinujúcim začiatkom výskumu pre mnohých odborníkov. V nadchádzajúcich rokoch by mohli výskumníci začať prichádzať aj na fascinujúce uplatnenia pre túto technológiu.
Celkovo nová štúdia predstavuje krok vpred do neznámeho teritória. Ďalšími výskumami by sme sa ale mohli postupne začať dozvedať viac o základných stavebných kameňoch nášho vesmíru.
Pokroky v kvantovej technológii
Ešte koncom februára sa objavila štúdia, v rámci ktorej s výskumníkom podarilo objaviť nový kvantový stav. Označili ho zlovestne ako “Temný stav”, no mohol by pomôcť potlačiť nežiaduce interakcie v kvantových počítačoch. Vznik temných stavovo predpovedá centrálny spinový model. Vedci použili elektróny v dvojitej kvantovej bodke definovanej kremíkovou bránou a pomocou napäťových impulzov manipulovali so spinmi elektrónov, aby vytvorili dynamickú jadrovú polarizáciu.
Počas tohto procesu sa jadrá v polovodiči zosynchronizovali tak, že zrušili svoju interakciu s elektrónmi. Výsledky štúdie potvrdili teoretické predpovede o temných stavoch jadrovej rotácie. Vedci zistili, že temný stav výrazne potlačil interakcie medzi jadrovými a elektrónovými spinmi, a tieto interakcie zostali potlačené, kým si jadrá zachovali svoju synchronizáciu. Viac o objavených temných stavoch sa môžeš dočítať v našom článku.
Komentáre