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Wissenschaft·1 Min. Lesezeit

Polnische Physiker: Quantenflüssigkeit ordnet sich wie ein Kristall

Ein internationales Team mit Physikern der Universität Warschau und der WAT koppelte Licht und Materie in einem winzigen Resonator. Das Kondensat bildet Streifen und zeigt Anzeichen von Suprafluidität.

Abstract illustration of light and matter forming a regular stripe pattern inside a microscopic optical cavity.
Bild: Antyweb

Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung polnischer Physiker der Universität Warschau (UW) und der Militärtechnischen Universität (WAT) hat eine Quantenflüssigkeit erzeugt, die sich von selbst in einem regelmäßigen, kristallähnlichen Muster anordnet. In Polen wird das Ergebnis als großer Erfolg der heimischen Forschung gewertet.

Die Wissenschaftler verbanden Licht mit Materie in einer mikroskopisch kleinen optischen Kavität. Entstanden ist ein Kondensat, also ein kollektiver Quantenzustand, in dem sich viele Teilchen wie ein einziges verhalten. Es organisiert sich selbstständig in regelmäßigen Streifen, ohne dass ein äußeres Muster dies vorgibt.

Ordnung und Fließen zugleich

Bemerkenswert ist die Kombination zweier Eigenschaften. Die Streifen verleihen der Flüssigkeit eine kristallartige räumliche Struktur, gleichzeitig zeigt das System Anzeichen von Suprafluidität, einem Zustand, in dem eine Flüssigkeit ohne Reibung fließen kann. Eine feste, geordnete Struktur zusammen mit reibungslosem Fluss ist ungewöhnlich und macht solche Systeme für die Grundlagenphysik interessant.

Die Forscher sprechen von Anzeichen der Suprafluidität, nicht von einem endgültigen Nachweis. Die Beobachtungen deuten in diese Richtung, der Zustand muss aber weiter genau untersucht werden.

Warum das wichtig ist

Hybride Licht-Materie-Systeme in winzigen Resonatoren dienen als Testfeld, um zu verstehen, wie sich Quantenzustände vieler Teilchen bilden und ordnen. Dass ein Kondensat seine eigene regelmäßige Struktur erzeugt, liefert Physikern eine neue Plattform, um die Entstehung von Ordnung in Quantenmaterie zu erforschen. Es handelt sich um Grundlagenforschung, eine konkrete Anwendung ist damit noch nicht verbunden.

Für Polen unterstreicht die Beteiligung von UW und WAT an einem solchen internationalen Projekt die wachsende Präsenz des Landes in der experimentellen Quantenphysik und Photonik.

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Schlagwörter:quantum fluidsuperfluidityuniversity of warsawwatcondensatephotonics

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