Phát hiện siêu rắn từ ánh sáng ở nhiệt độ phòng
· Ban biên tập BehindLines
Các nhà vật lý tại Đại học Warsaw cùng các đối tác cho biết đã quan sát được một chất siêu rắn ở nhiệt độ phòng, trong khi các quan sát trước đây dựa vào khí nguyên tử làm lạnh sát độ không tuyệt đối. Kết quả được đăng trên tạp chí Science Advances (bài eaee4875, 2026), và ScienceDaily đưa lại ngày 9/11 từ một thông cáo của khoa vật lý Warsaw.
Siêu rắn là gì?
Chất siêu rắn kết hợp hai tính chất tưởng như loại trừ nhau: cấu trúc tuần hoàn như tinh thể và dòng chảy không ma sát đặc trưng của chất siêu lỏng. Được dự đoán từ thập niên 1960, nó lần đầu được quan sát năm 2017 trong các ngưng tụ Bose-Einstein của nguyên tử siêu lạnh.
Thiết bị thí nghiệm
Nhóm nghiên cứu làm việc với các exciton-polariton, những chuẩn hạt lai giữa ánh sáng và vật chất chỉ tồn tại vài picô giây. Họ tạo ra chúng trong một vi hốc quang học chứa tinh thể lỏng được thiết kế riêng cho thí nghiệm, phủ một chất bán dẫn hữu cơ tên MeLPPP. Nhóm của giáo sư Wiktor Piecek ở Đại học Công nghệ Quân sự đã phát triển các cấu trúc này, có thể hoạt động ở nhiệt độ gần 60 °C.
Chất siêu rắn hiện ra dưới dạng các vân sáng cách đều nhau trong ánh sáng phát ra. Từ xung laser này sang xung khác, vị trí các vân thay đổi, dấu hiệu cho thấy hệ chọn giữa nhiều trạng thái tương đương. Giáo sư Guillaume Malpuech của CNRS xem đây là ví dụ điển hình của sự phá vỡ đối xứng tự phát. Ngưng tụ này còn có một xoắn spin bền, tức là sự biến thiên tuần hoàn của phân cực ánh sáng.
Giới hạn và bước tiếp theo
Chất bán dẫn phản ứng với tinh thể lỏng nên mẫu chỉ dùng được vài giờ sau khi lắp ráp: muốn đo lại phải chế tạo mẫu mới, tác giả đầu Marcin Muszyński, nay ở City College of New York, nhấn mạnh. Các nhà nghiên cứu, trong đó có IBM Research Zurich, giới thiệu đây là nền tảng đầu tiên có thể điều chỉnh tính chất quang học bằng điện áp để nghiên cứu các ngưng tụ loại này.
Họ nêu các ứng dụng khả dĩ, như thiết bị quang tử siêu nhanh, bộ tăng tốc tính toán mô phỏng thần kinh hay cảm biến quang học. Đó mới là hướng đi chứ chưa phải sản phẩm: chưa có thiết bị nào như vậy được công bố. Với nghiên cứu, lợi ích trước mắt là có một nền tảng không cần kỹ thuật đông lạnh hay thiết bị cực đoan để khám phá trạng thái lượng tử này.