სუპერსოლიდი არის ეგზოტიკური კვანტური მდგომარეობა, რომელიც აერთიანებს მყარი და ზედენადი სითხის მდგომარეობების თვისებებს. სუპერსოლიდური მატერია ინარჩუნებს კრისტალურ სტრუქტურას და ამავე დროს აქვს ნულოვანი სიბლანტე, ანუ მიედინება წინაღობის გარეშე, რითიც ის ზედენად სითხეს გავს. ეს უცნაური თვისებები ხდება ბოზე-აინშტაინის კონდენსაციის (BEC) და შორ მანძილზე კვანტური კოჰერენტულობის შედეგად.

ისტორიულად, ზემყარი სხეულების თეორიები პირველად 50 წელზე მეტი ხნის წინ გაჩნდა, თუმცა ექსპერიმენტული მტკიცებულებები 2000-იანი წლების დასაწყისში ულტრაცივი ატომური BEC-ის გამოჩენამდე ბუნდოვანი რჩებოდა. აბსოლუტურ ნულთან ახლოს ტემპერატურამდე გაცივებულმა BEC-ებმა ზემყარი სხეულების ქცევის პირველი ნიშნები მოგვცა. თუმცა, ზემყარი სხეულების შექმნა სინათლისგან - ენერგიის ფორმისგან და არა მატერიისგან - აქამდე შეუძლებლად ითვლებოდა. მეცნიერებმა მხოლოდ 2025 წელს მოახერხეს პირველად სინათლის სუპერსოლიდურ მდგომარეობაში გადაყვანა. მათი სტატია 2025 წლის მარტში გამოაქვეყნა ჟურნალმა Nature. ეს აღმოჩენა კვანტური ოპტიკისა და ნახევარგამტარული ტექნოლოგიების ახალ გზებს ხსნის.

როგორ გარდაქმნეს სინათლე სუპერსოლიდად?

ერთი შეხედვით წარმოუდგენელია როგორ შეიძლება ფოტონებისგან, ნაწილაკებისგან რომლებიც სინათლის სიჩქარით მოძრაობენ, მივიღოთ კრისტალური სტრუქტურა, მაგრამ მეცნიერებმა აღმოაჩინეს მათი სივრცეში სწორად განლაგების მეთოდი. გალიუმის არსენიდის (GaAs) ნახევარგამტარის სპეციფიკური რიფებიან ფორმის ფირფიტაზე ლაზერის სხივის მინათებით მიიღეს ე.წ. პოლარიტონები - კვაზინაწილაკები, რომლებიც აერთიანებენ სინათლეს და მატერიას - რომლებიც რიფებში იქნა ჩაჭერილი წინასწარ განსაზღვრული გზით. შედეგად პოლარიტონები გადავიდნენ ზემყარ მდგომარეობაში. ამის შემდეგ ინტერფერომეტრიის გამოყენებით გაზომეს კოჰერენტულობის მანძილი (ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი კომპონენტი ზემყარი სხეულებისთვის), ასევე დააკვირდნენ სისტემის სტაბილიზაციას კონტროლირებადი შეშფოთებების შემდეგ, რამაც დაადასტურა, რომ მიღებული შედეგი ნამდვილად სუპერსოლიდი იყო.

რაში გამოგვადგება ეს აღმოჩენა?

სინათლის ზემყარი მდგომარეობა ტექნოლოგიური განვითარებისთვის ნამდვილი გარღვევაა. მაგალითად კვანტურ კომპიუტერებში, სადაც კოჰერენტული კვანტური მდგომარეობები სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია ინფორმაციის ეფექტური გადამუშავებისთვის. ბუნებრივად ფოტონები სუსტად ურთიერთქმედებდნენ ერთმანეთთან, ამიტომ აქამდე კვანტურ კომპიუტერებში მათ ნაკლებად იყენებდნენ, ზემყარ სინათლეს ამ ფაქტის შეცვლაზე ნამდვილად აქვს პრეტენზია, ვინაიდან ზემყარი სინათლით შექმნილი კვანტური ბიტები (ქუბიტები) შესაძლოა უფრო სტაბილური და მარტივად მანიპულირებადი იყოს, რაც მნიშვნელოვნად გაამარტივებს კვანტურ კომპიუტინგს.

წყარო:

www.sciencealert.com/world-first-physicists-create-a-supersolid-out-of-light

www.newstarget.com/2025-03-17-light-transformed-into-supersolid-quantum-leap-in-physics.html