News - Исследователи преобразуют сверхтекучую жидкость в сверхтвердое тело в квантовом скачке

В прорывном исследовании ученые наблюдали фазовый переход от сверхтекучей к сверхтвердой фазе, используя квазичастицы, известные как экситоны, в двухслойной графеновой структуре. Это значительное открытие, проведенное учеными из Колумбийского университета и Техасского университета в Остине, знаменует собой веху в изучении квантовых состояний. Сверхтвердые вещества демонстрируют уникальные свойства, обладая как организованной кристаллической структурой, как у твердого тела, так и беспрепятственным течением, характерным для сверхтекучих жидкостей. Подобная трансформация ранее не наблюдалась в природных элементах, где предыдущие исследования часто полагались на искусственные методы, такие как лазеры. Используя лист графена толщиной в один атом и манипулируя его слоями для содержания избытка электронов и дырок, команда наблюдала, как экситоны действуют как сверхтекучая среда. При снижении плотности эти экситоны переходили в изолирующее состояние и, что интересно, возвращались к сверхтекучим при дальнейших температурных регулировках. Хотя исследование приближает сверхтекучие среды к реальным приложениям, предполагая потенциально более высокотемпературные явления, оно также представляет собой задачу в определении, соответствует ли эта новая фаза строго как сверхтвердая среда или должна классифицироваться как экситонная сверхтекучая среда. По мере того, как ученые продвигаются вперед, они продолжают разрабатывать инструменты для прямого измерения этих квантовых состояний, чтобы дополнительно расширить свои знания. Эти достижения могут быть сопоставимы с теми, что найдены в технологиях сверхпроводников, открывая новые горизонты в энергоэффективной и передовой науке о материалах.