科学家首次用光创造出“超固体”奇特物质状态

3月6日消息，意大利国家研究委员会（CNR）的研究团队近日成功利用光创造出一种奇特的物质状态——“超固体”。这种物质状态在量子领域之外没有对应物，它同时具备固体的晶体结构和流体的零粘度特性。这一突破为深入理解奇异的量子物质状态提供了全新路径。

该研究成果于当地时间3月5日发表在最新一期的自然期刊上。此外，CNR下属的CNR-INO和CNR-Nanotec机构宣布，将于3月12日至14日在佛罗伦萨联合举办一场以光和物质量子流体为主题的科学研讨会。

在此之前，“超固体”仅能在接近绝对零度的条件下通过原子实验实现，因为只有在这种极低温环境中，量子效应才能占据主导地位。而此次实验是科学家首次在光基系统中成功创制出“超固体”。

在实验中，研究团队使用铝镓砷化物半导体材料与激光器替代传统的超冷原子体系。他们将激光照射到具有纳米级窄脊结构的半导体材料上，通过光与材料的相互作用生成了一种被称为“极化激元”的混合粒子。这些准粒子的运动方式和能量分布受到脊状图案的限制，从而形成了“超固体”状态。

CNR科学家达尼埃莱•桑维托表示，为了证明这种物质同时具备晶体结构和零粘性超流体行为，团队需要精确测量被捕获光的多项特性。法国索邦大学的阿尔贝托•布拉马蒂对此评价称，这项实验加深了学界对量子物质相变机制的理解，但还需要更多测量来揭示其具体特性。

CNR研究员迪米特里斯•特里波格奥尔戈斯认为，相比传统的原子体系，光基超固体更容易操控，有望成为探索新型量子物质的重要工具。他强调：“我们已经站在了新领域的起点上。”

尽管这项研究仍处于早期阶段，但光基量子系统的高度可调性为量子计算和拓扑材料研究提供了新的可能性。接下来，桑维托团队计划系统研究该超固体的输运特性及其对外界扰动的响应机制。