Физики создали сверхтекучее твердое тело при помощи света
Для этого они использовали поляритонный конденсат
Загрузка галереи
Физики из Италии, Австрии и США получили состояние сверхтекучего твердого тела в экситон-поляритонном конденсате. Для этого они использовали лазерный импульс в волноводе фотонного кристалла. Результаты опубликованы в журнале Nature.
Сверхтекучее твердое тело — это необычное состояние материи, в котором вещество одновременно обладает кристаллическим порядком и сверхтекучестью. Это означает, что частицы в такой среде формируют периодическую структуру, но при этом могут беспрепятственно течь без трения. Впервые такое состояние ученые смогли получить лишь несколько лет назад. До сих пор такие структуры наблюдались только в атомных конденсатах Бозе — Эйнштейна при экстремально низких температурах.
Исследователи под руководством Димитриоса Трипогеоргоса (Dimitrios Trypogeorgos) из Института нанотехнологий в Лече и Мануэля Ландини (Manuele Landini) из Университета Инсбрук использовали поляритонный конденсат, формирующийся в волноводе фотонного кристалла. Они возбудили систему с помощью внерезонансного лазерного импульса, что привело к образованию конденсата поляритонов в так называемом связанном состоянии в континууме — состоянии с крайне низкими потерями. По мере роста плотности конденсата произошло параметрическое рассеяние поляритонов: часть частиц была рассеяна в два дополнительных модовых состояния с конечным импульсом, симметрично расположенных относительно центра импульсного пространства. Этот нелинейный процесс вызвал самопроизвольное нарушение трансляционной симметрии, в результате чего в системе появились периодические модуляции плотности, указывающие на образование состояния сверхтекучего твердого тела.
Загрузка галереи
Используя интерферометр, ученые подтвердили когерентность волновой функции, характерную для подобного состояния материи, и зафиксировали две моды Голдстоуна, отвечающие за нарушение симметрии фазы и трансляции.
Ученые отмечают, что их метод позволяет изучать не только образование этого экзотического состояния, но и его динамические свойства, такие как возбуждение фононов и коллективные колебания.
Ученые продолжают исследования в области квантовой оптики и фотоники. О том, как можно включить поляритонный транзистор одним фотоном читайте в нашем интервью с Павлосом Лагудакисом.
Причиной ферромагнетизма стали p-орбитали атомов хлора
Физики создали многослойную структуру, которая продемонстрировала ферромагнитные свойства при комнатной температуре. Для этого кристалл NaCl2 поместили между двумя мембранами из оксида графена. При этом ферромагнетизм ученые объяснили локализацией спиновых моментов в атомах Cl, что, в свою очередь, обусловлено p-орбиталями элемента (в отличие от Fe, Co или Ni, в которых подобные свойства возникают за счет d-орбиталей). Благодаря таким экзотическим параметрам двумерный материал может оказаться полезным для электроники и спинтроники. Результаты исследования опубликованы в Nature Communications.