الصلب الفائق في درجة حرارة الغرفة: علماء بولنديون يرصدون طورًا جديدًا

كيف تحقق ذلك في درجة حرارة الغرفة؟

استخدم الباحثون مكثف بوز-أينشتاين من البولاريتونات الإكسيتونية، وهي جسيمات شبه تنشأ عند الاقتران القوي بين الضوء والمادة. أُجريت التجربة داخل تجويف ضوئي دقيق مصمم خصيصًا، وُضعت فيه بلّورة سائلة نيماتية بين طبقات من أشباه موصلات عضوية ومرايا براغ. سمح هذا التصميم باقتران الضوء بالمادة في درجة حرارة الغرفة.

ولعب اقتران السبين بالمدار للضوء من نوع راشبا-دريسلهاوس دورًا مهمًا أيضًا. وابتكر الفريق طريقة للتحكم فيه كهربائيًا عبر تغيير الانكسار المزدوج للبلّورة السائلة بجهد خارجي، ما يتيح ضبط خصائص المنظومة واستقطاب المكثف بدقة.

ودلّت على الطور الجديد خطوط ساطعة منتظمة ظهرت في الضوء المنبعث من العينة. تشير هذه الخطوط إلى تغيرات دورية تلقائية في كثافة المكثف، تشبه ترتيب الذرات في البلّورة. ولاحظ العلماء كذلك تعديلًا في استقطاب الضوء، أي أن المنظومة أظهرت نوعين من الانتظام في آن واحد. وبعد كل نبضة ليزر جديدة ظهر النمط في مواضع مختلفة، إذ اختارت المنظومة بنفسها إحدى عدة تهيئات متكافئة، وهذا يدل على كسر تلقائي للتناظر.

ماذا يعني ذلك؟

لم تعد دراسة أطوار المادة الغريبة تتطلب بالضرورة أنظمة تبريد باهظة إلى ما يقرب من الصفر المطلق، ويمكن التحكم في المنظومة كهربائيًا. وقد يعني ذلك عمليًا تطبيقات في الأجهزة الفوتونية ومسرّعات الحوسبة العصبية الشكل ومستشعرات بصرية شديدة الحساسية.