室温で光の超固体を観測、ワルシャワ大などの研究
· BehindLines 編集部
ワルシャワ大学の物理学者と共同研究者らが、室温で超固体を観測したと報告した。これまでの観測は、絶対零度のすぐ近くまで冷やした原子気体に頼っていた。成果は科学誌「Science Advances」（2026年、論文番号eaee4875）に掲載され、ScienceDailyが11月9日、ワルシャワ大学物理学部の発表資料をもとに伝えた。
超固体とは何か
超固体は、互いに相容れないように見える二つの性質を併せ持つ。結晶のような周期的な構造と、超流動体に特有の摩擦のない流れである。1960年代に予言され、2017年に超低温の原子によるボース・アインシュタイン凝縮体で初めて観測された。
実験の仕組み
研究チームは、光と物質が混ざった準粒子である励起子ポラリトンを使った。この粒子は数ピコ秒しか存在しない。実験用に設計した液晶を入れた光学マイクロキャビティの中でこれを生成し、表面はMeLPPPという有機半導体で覆われている。この構造は、軍事技術大学のヴィクトル・ピエチェク教授のグループが開発したもので、60度近い温度でも動作しうるという。
超固体は、放出される光の中に等間隔に並ぶ明るい縞として現れる。レーザーパルスごとに縞の位置が変わり、系が複数の等価な状態の中から一つを選んでいることを示す。フランス国立科学研究センター（CNRS）のギヨーム・マルピュシュ教授は、これを自発的対称性の破れの典型例とみている。この凝縮体には、光の偏光が周期的に変化する持続的なスピンらせんも見られた。
限界と今後
半導体が液晶と反応するため、試料は組み立ててから数時間しか使えない。第一著者で現在はニューヨーク市立大学シティカレッジに所属するマルチン・ムシンスキ氏は、測定をやり直すには新しい試料を作る必要があると述べている。IBMリサーチ・チューリッヒも参加する研究者らは、電圧で光学特性を調整でき、この種の凝縮体を調べられる初の基盤だと説明している。
応用の可能性として、超高速フォトニクス素子、ニューロモーフィック計算の加速器、光センサーなどが挙げられている。ただしこれらは方向性であり製品ではなく、そのような装置の発表はない。研究にとっての当面の意義は、低温装置や極端な設備なしにこの量子状態を探れる基盤が得られた点にある。