Суперсолид при комнатной температуре получен в микрорезонаторах

Европейские исследователи обошли криогенный барьер, заменив медленные атомы квазичастицами света и вещества. В режиме сильной связи фотоны, запертые в оптическом микрорезонаторе, взаимодействуют с экситонами и образуют экситон-поляритоны. Их время жизни составляет всего несколько пикосекунд, но этого хватает, чтобы сформировался конденсат, ведущий себя как квантовая сверхтекучая жидкость.

Переход зафиксировали по излучению регулярно расположенных ярких интерференционных полос на поверхности образца. Они упорядочены одновременно по интенсивности света и по поляризации. Явление сопровождалось спонтанным нарушением симметрии. По словам профессора Гийома Мальпюэ из Institut Pascal (CNRS), после каждого лазерного импульса полосы возникали в новых случайных местах, что совпадает с теорией: система выбирает одно из множества равноценных основных состояний.

Эксперимент в узком временном окне

Основу установки составили микрорезонаторы, спроектированные и изготовленные в WAT и заполненные специально подобранным жидким кристаллом. Команда IBM Research Zurich наносила на них ультратонкие слои органического полупроводника.

Полупроводник медленно вступал в химическую реакцию с жидкокристаллической средой, поэтому образец оставался стабильным лишь несколько часов после сборки. Все оптические измерения нужно было уложить в это окно, а каждое повторение требовало нового образца.

Авторы отмечают, что управляемые напряжением жидкокристаллические микрорезонаторы — гибкая платформа для изучения новых квантовых фаз света и вещества. Это открывает простой путь к миниатюризации интегральных квантовых фотонных схем.