Состояние со свойствами кристалла и сверхтекучей жидкости наблюдали при комнатной температуре

Физики из Варшавского университета и их коллеги наблюдали сверхтвёрдое состояние при комнатной температуре. Оно сочетает периодическую структуру кристалла со сверхтекучестью — способностью течь без вязкости.

Вместо ультрахолодных атомов исследователи использовали экситон-поляритоны — гибриды света и вещества, которые ведут себя как частицы. Они возникают при сильной связи света с веществом в оптической микрополости — крошечном пространстве между зеркалами. Поляритоны живут всего несколько пикосекунд — триллионных долей секунды, но успевают образовать конденсат Бозе — Эйнштейна: множество частиц переходит в одно квантовое состояние и ведёт себя как единое целое.

Микрополость заполнили жидким кристаллом и покрыли органическим полупроводником. Сочетание материалов обеспечило сильную связь света и вещества при комнатной температуре. После возбуждения образца импульсами лазера в его излучении появились регулярные яркие полосы. Это указывало на самопроизвольное чередование участков с высокой и низкой плотностью конденсата — пространственный порядок, подобный кристаллическому.

При каждом новом импульсе лазера положение полос менялось: конденсат выбирал один из равноправных вариантов расположения плотных участков. Одновременно в пространстве периодически менялась поляризация излучения — характер колебаний электрического поля световой волны. Так авторы наблюдали два вида порядка: в интенсивности света и его поляризации.

Оптические свойства микрополости можно менять внешним напряжением. Но образец быстро деградировал: полупроводник реагировал с жидким кристаллом, поэтому измерения нужно было завершить за несколько часов после сборки. Результаты опубликованы 16 октября 2026 года в Science Advances.

Ранее по теме: Физики создали новое квантовое состояние — дробное море Ферми

Источник: EurekAlert!