تبدیل نور به ماده برای اولین بار؛ دانشمندان سوپرسالید را معرفی کردند

دانشمندان برای اولین بار در تاریخ موفق شدند نور را به ماده‌ای جامد با ویژگی‌های کوانتومی شگفت انگیز تبدیل کنند. آن‌ها ماده‌ای به نام سوپرسالید یا ابرجامد ساختند که همزمان هم خاصیت جامد بودن دارد و هم مانند مایع بدون اصطکاک حرکت می‌کند. 

ابرجامد چیست و چرا انقدر عجیب است؟

 سوپر سالید (Supersolid) نوعی حالت نادر و عجیب از ماده است که همزمان می‌تواند هم جامد و هم مایع باشد،  این ماده مانند جامدات ساختار منظم و محکمی دارد و مانند مایعات بدون اصطکاک حرکت می‌کند. این حالت عجیب ماده برای اولین بار در دهه 1970 فقط در نظریه‌ها مطرح شده بود و حالا بعد از سال‌ها، دانشمندان موفق شدند آن را به طور واقعی و به کمک نور بسازند.

پژوهشگران ایتالیایی در شورای ملی تحقیقات ایتالیا توانستند نور را به ابرجامد تبدیل کنند، آن‌ها به کمک ذراتی به نام پولاریتون‌ها این کار را انجام دادند. پولاریتون‌ها ذراتی ترکیبی هستند که زمانی به وجود می‌آیند که نور با ماده‌های خاصی مانند نیمه‌رساناها تعامل دارد. این ذرات هم خاصیت موجی نور را دارند و هم ویژگی ذرات مادی را حفظ می‌کنند.

در این آزمایش، دانشمندان نور لیزر را به شکلی کنترل شده درون یک ساختار نیمه‌رسانا وارد کردند و با تنظیم دقیق دما، فشار و انرژی موفق شدند رفتار این ذرات را طوری تغییر دهند که ساختاری منظم مانند شبکه بلوری ایجاد کنند. جالب این بود که ماده نهایی همچنان می‌توانست مانند یک مایع حرکت کند.

البته این حالت عجیب از ماده در دمای بسیار پایین، نزدیک به صفر مطلق (منفی 273 درجه سانتی‌گراد) ایجاده شده، جایی که جنب و جوش ذرات از بین می‌رود و ماده خواص کوانتومی بیشتری از خود نشان می‌دهد.

اهمیت این کشف برای آینده فناوری

گفتنی است که تبدیل نور به ابرجامد تنها یک دستاورد علمی محسوب نمی‌شود، این کشف می‌تواند نقش بزرگی در آینده تکنولوژی داشته باشد. به خصوص در زمینه‌هایی مانند رایانش کوانتومی، ابزارهای اندازه‌گیری بسیار دقیق و پردازش اطلاعات نوری.

یکی از مهم‌ترین کاربردهای احتمالی این کشف، ساخت کیوبیت‌های پایدارتر برای کامپیوترهای کوانتومی است. از آنجایی که ابرجامدها ساختار منظمی دارند و بدون اصطکاک حرکت می‌کنند، می‌توانند شرایط خاصی ایجاد کنند که اطلاعات کوانتومی با دقت و پایداری بیشتری ذخیره شوند، این دقیقا همان چیزی است که رایانش کوانتومی به آن نیاز دارد.

از طرف دیگر این ماده می‌تواند برای تولید حسگرهای بسیار حساس و دقیق هم کاربرد داشته باشد. ابزارهایی که به کمک ابرجامدها ساخته می‌شوند، می‌توانند تغییرات بسیار جزئی در میدان‌های مغناطیسی، ارتعاشات، یا حتی گرانش را اندازه‌گیری کنند. این تغییرات در نجوم، زیست فناوری و نانوتکنولوژی بسیار اهمیت دارند.

حتی این ماده می‌تواند در آینده برای ساخت سیستم‌هایی استفاده شود که نور را بهتر کنترل می‌کنند. اطلاعات نوری را سریع‌تر پردازش می‌کنند.

از طرف دیگرف ابرجامد به دانشمندان کمک می‌کند تا راحت‌تر مفاهیم سخت و پیچیده‌ای مانند چگالش بوز انیشتین یا ابرسیالی را بررسی کنند. این مفاهیم تا امروز فقط در نظریه‌ها بودند، اما حالا به کمک این کشف جدید می‌توان آن‌ها را در دنیای واقعی آزمایش کرد.