إنجاز علمي غير مسبوق.. تحويل الضوء إلى مادة صلبة فائقة

نجح فريق من الباحثين في تحقيق إنجاز علمي غير مسبوق بتحويل الضوء إلى مادة صلبة فائقة لأول مرة، ما يفتح آفاقا لفهم الحالات الكمية غير التقليدية للمادة.

يعتبر هذا الإنجاز، بقيادة فريق البحث من المجلس الوطني للبحوث في إيطاليا، خطوة مهمة في مجال فيزياء المادة المكثفة. ووصفه ديميتريوس تريبوجورغوس، أحد أعضاء الفريق البحثي، بأنه "رائع جدا"، خاصة أنه يعتمد على أعمال سابقة قام بها دانييل سانفيتو، زميل تريبوجورغوس، الذي أظهر في الماضي أن الضوء يمكن أن يتصرف مثل السائل. لكن الفريق الحالي نجح في إنشاء "المادة الصلبة الفائقة" الكمومية، وهو تطور جديد في هذا المجال.

وتتميز المواد الصلبة الفائقة بلزوجة صفرية وبنية تشبه البلورات التقليدية، مثل ملح الطعام. لكنها تختلف عن المواد التقليدية التي تتصرف وفقا لقوانين الفيزياء المألوفة. وتوجد هذه المواد بشكل أساسي في عالم الكم، وتتم دراستها عادة في تجارب تتطلب درجات حرارة منخفضة للغاية لإظهار التأثيرات الكمية.

إقرأ المزيد

علماء روس يبتكرون طريقة فريدة للحام معادن مختلفة

لكن في التجربة الجديدة، استخدم فريق البحث أشباه الموصلات من نوع "زرنيخيد الألومنيوم والغاليوم" (يستخدم هذا المركب على نطاق واسع في صناعة الأجهزة الإلكترونية والبصرية) بدلا من الذرات المبردة، ما سمح بتحويل الضوء إلى مادة صلبة فائقة. وباستخدام ليزر موجه إلى قطعة من هذه المواد، تم إنشاء جسيمات هجينة تسمى "البولاريتونات"، التي اندمجت في النهاية لتشكل حالة صلبة فائقة.

وكان الفريق أمام تحد كبير يتمثل في قياس خصائص هذه المادة الجديدة بدقة.

وأشار سانفيتو إلى أن هذه المادة الصلبة الفائقة المصنوعة من الضوء لم يسبق أن تم إنتاجها أو إثبات وجودها عمليا من خلال التجارب العلمية السابقة، ما يزيد من أهمية هذا الإنجاز.

وأضاف ألبرتو براماتي، من جامعة السوربون، أن هذه الدراسة تساهم في فهم أوسع لكيفية تغيّر المادة الكمومية لحالاتها عبر انتقال الطور. ومع ذلك، أشار إلى ضرورة إجراء المزيد من القياسات والتحليلات لفهم خصائص هذه المادة بشكل كامل.

وأعرب تريبوجورغوس عن تفاؤله بشأن الإمكانيات المستقبلية للبحث في المواد الصلبة الفائقة القائمة على الضوء، حيث يمكن أن تكون أكثر قابلية للإدارة من المواد التي تعتمد على الذرات. وهذا قد يؤدي إلى استكشاف حالات جديدة للمادة واستخدامها في تطبيقات عملية في تكنولوجيا الكم.

المصدر: interesting engineering