دانشمندان موفق به ایجاد “سوپر جامد” از نور شدند!

در یک پیشرفت علمی شگفت‌انگیز، دانشمندان برای اولین بار موفق به ایجاد “سوپر جامد” (Supersolid) از نور شدند که می‌تواند مسیر جدیدی برای توسعه فناوری‌های کوانتومی باز کند. این اکتشاف که در Interesting Engineering گزارش شده است، مرزهای درک ما از ماهیت نور و ماده را گسترش می‌دهد.

سوپر جامد چیست؟

سوپر جامد ماده‌ای است که ویژگی‌های جامد و مایع را همزمان دارد. به بیان ساده، این مواد دارای ساختاری بلوری مانند جامد هستند، اما ویژگی‌های هیدرودینامیکی مایعات را نیز حفظ می‌کنند. پیش از این، دانشمندان موفق شده بودند این پدیده را در چگالش بوز-اینشتین (BEC) از اتم‌های فوق سرد مشاهده کنند، اما تبدیل نور به یک سوپر جامد پیشرفت بزرگی محسوب می‌شود.

نمودار بالا نشان می‌دهد که سوپر جامد از ترکیب برهم‌کنش‌های دوجسمی خاص مانند دافعه نرم‌هسته‌ای (خط آبی) و جاذبه از نوع روتونی (خط قرمز) شکل می‌گیرد. این برهم‌کنش‌ها باعث ایجاد نوسانات دوره‌ای در چگالی ذرات می‌شوند، که در پنل پایینی به صورت یک ساختار موجی دیده می‌شود. این چگالی موجی نشان‌دهنده آرایش بلوری (رفتار جامدگونه) همراه با امکان جریان بی‌اصطکاک (ابرشارگی) است، که ویژگی کلیدی سوپر جامد محسوب می‌شود.

چگونه نور به سوپر جامد تبدیل شد؟

طبق یافته‌های جدید، پژوهشگران از حالت‌های خاصی از فوتون‌ها درون یک حفره نوری استفاده کردند تا به یک تعامل قوی میان ذرات نوری دست پیدا کنند. این تعامل به نور اجازه داد تا ویژگی‌های یک سوپر جامد را بروز دهد. این فرآیند که در محیطی با دمای فوق‌العاده پایین صورت گرفته، نشان می‌دهد که می‌توان نور را به شکلی نوین کنترل و دستکاری کرد.

کاربردهای این کشف در فناوری‌های نوین

ایجاد سوپر جامد از نور، می‌تواند تأثیرات گسترده‌ای در حوزه‌های مختلف فناوری‌های پیشرفته داشته باشد:

• رایانش کوانتومی: این کشف می‌تواند مسیر جدیدی برای پردازش اطلاعات کوانتومی و ایجاد حالت‌های جدیدی از ماده کوانتومی باز کند.
• ارتباطات نوری فوق سریع: دستکاری نور در این سطح می‌تواند به توسعه نسل جدید ارتباطات نوری منجر شود که سرعت و امنیت بالاتری دارند.
• فیزیک بنیادی: این یافته به درک بهتر ما از ماهیت فوتون‌ها و رفتار کوانتومی آنها کمک می‌کند، که می‌تواند تأثیرات عمیقی در مدل‌های نظری فیزیک داشته باشد.

آینده سوپر جامدهای نوری

تحقیقات در این زمینه همچنان ادامه دارد و دانشمندان امیدوارند که بتوانند این پدیده را در دماهای بالاتر نیز پایدار کنند. اگر چنین امکانی فراهم شود، توسعه دستگاه‌های کوانتومی با عملکرد بهتر و کارایی بالاتر در آینده‌ای نه چندان دور محقق خواهد شد.

این کشف علمی می‌تواند تحولی شگرف در مهندسی کوانتومی و علوم نوری ایجاد کند و دیدگاه ما نسبت به ماهیت نور و ماده را به کلی تغییر دهد. برای اطلاع از جزئیات بیشتر این تحقیق، می‌توانید گزارش اصلی را در Interesting Engineering بخوانید.