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流動的固體?把光變成「超固體」 意大利科學家突破性研究

流動的固體?把光變成「超固體」 意大利科學家突破性研究

Inspiration Tech Business
By Ella Wan on 16 Mar 2025
Feature Reporter

意大利國家研究委員會(CNR)科學研究團隊,首次將光轉變為「超固體(supersolid)」。國際權威學術期刊《Nature》,3月5日刊登了團隊研究《Emerging supersolidity in photonic-crystal polariton condensates》,​不僅改變人類對光的認知,更突破量子科技研究。​

什麼是「超固體」?

超固體(Supersolid)是一種同時擁有固體結構、超流體流動性的奇異物質態。這概念早在50多年前已有人提出,長期以來,科學家多番在極低溫環境之下嘗試實現,惟至近年才有明確證據。​​而在傳統的超固體實驗中,往往需要在接近絕對零度(-273.15°C)的進行條件,今次的研究卻打破了限制。

一般來說,​固體般排列整齊,液體則是較鬆散,沒有一定排列。但是超固體的內部粒子明明是如固體般排列整齊,但整體卻能呈現流動形態。​

突破極低溫條件 利用光打造「超固體」

今次科研團隊發表的成果,關鍵來自於光與物質的混合狀態。​研究人員利用砷化鎵(GaAs)半導體晶片,將激光照射微納材料上,使光與材料中的電子激發「極化激元(Surface plasmon polariton)」。​​這些極化激元形成一種光與物質的混合體,並產生固體結構與超流體行為。​

此次突破以往依賴極端低溫的實驗條件,也是首次在光學系統中,創造出超固體。綜合報道引述,團隊透過測量光子密度分佈,發現其呈現清晰的雙峰調制圖樣,顯示了超固體態的存在。​此外,研究人員進一步測試這超固體的相位連貫性,證實其在不同區域,仍然維持同步流動的狀態。​

這項研究不僅是物理學上的突破,更可能對科技應用帶來深遠影響。不但提供新型量子材料的研究方向,亦擴展了可能應用的場景。​

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