近來，意大利科學(xué)家成功將光「凍結(jié)」成「超固體」，兼具固體和液體特性。于是，光不再是看得到但摸不到的狀態(tài)。究竟，這個(gè)「超固體」是什么？光又是如何被「凍結(jié)」的？

#超固體是什么

超固體是一種奇特的物質(zhì)量子態(tài)，兼具固體和液體的特性，能像液體一樣流動(dòng)，但具有類似固體的結(jié)構(gòu)。

通常當(dāng)液體凍結(jié)時(shí)，其分子運(yùn)動(dòng)會(huì)減慢并排列成固體形式。但在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，研究人員在接近「絕對(duì)零度」的溫度下進(jìn)行研究，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)奇特的量子效應(yīng)。

超固體最早于2017年在特殊氣體中首次被發(fā)現(xiàn)。到目前為止，科學(xué)家只在極度低溫的氣體中看到這種狀態(tài)。這次的新發(fā)現(xiàn)證明光也可以形成「超固體」。

#科學(xué)家如何凍結(jié)光

研究人員想看看是否能夠利用半導(dǎo)體來為光創(chuàng)造類似條件。雖然科學(xué)家無法完全達(dá)到絕對(duì)零度，但他們可以在實(shí)驗(yàn)室條件下極大地接近這個(gè)極限。

本次的研究中，科學(xué)家采用一種依賴「極化子」（polariton）系統(tǒng)特性的新機(jī)制。

極化子是由光子（光）和準(zhǔn)粒子透過強(qiáng)電磁相互作用耦合而成。極化子的特性使它們能以類似于某些原子氣體的方式，凝結(jié)到盡可能低的能量狀態(tài)。換句話說，光與物質(zhì)結(jié)合在一起，它們可以凝聚成超固體。

研究中，科學(xué)家以雷射光照射到砷化鎵半導(dǎo)體上，光子與材料中的激發(fā)相互作用，產(chǎn)生極化子。

#把光凍結(jié)有什么用

超固體的研究，能顯示不受溫度影響的粒子間微小量子相互作用的影響。當(dāng)科學(xué)家描繪超固體的行為和特征時(shí)，實(shí)際上是在觀察原子和粒子是如何組合在一起的。這從根本上教會(huì)了我們關(guān)于所生存世界的知識(shí)。

此外，隨著更多的研究和開發(fā)，超固體可以用于量子計(jì)算、超導(dǎo)體、無摩擦潤滑劑以及我們還沒有開始想到的應(yīng)用。還有許多可能性尚未被探索。而利用光制造超固體是相關(guān)領(lǐng)域的一大進(jìn)步。