Ilustrace suprapevné látky. Kredit: Julian Léonard, ETH Zurich.

Není to tak dávno, co fyzici stvořili doposud jen teoreticky známou suprapevnou (supersolid) hmotu. Bylo to v roce 2017, i když nám to dneska nejspíš přijde jako sto "světelných let". Tým, který vedl německý fyzik Wolfgang Ketterle, využil extrémně nízké teploty a neméně extrémní vakuum a ze směsi dvou různých Boseho-Einsteinových kondenzátů vytvořil suprapevnou hmotu.

Dimitrios Trypogeorgos. Kredit: CNR Nanotec.

Suprapevné látky jsou velmi exotické kvantové záležitosti. Jsou pevné, současně supratekuté s nulovou viskozitou a jejich struktura připomíná krystalické látky. Až doposud ale vznikaly z obvyklé hmoty. Dimitrios Trypogeorgos z italského CNR Nanotec, Institute of Nanotechnology a jeho kolegové vymysleli postup, jak udělat suprapevnou látku z laserového světla.

Aby vytvořili suprapevnou látku z laserového paprsku, vystřelili laserem do speciálně tvarovaného kusu arsenidu gallia. Když laserový paprsek zasáhl strukturu arsenidu gallia, interakce mezi paprskem a materiálem vytvořila specificky uspořádané kvazičástice polaritony. Tento postup zajistil, že z vytvořených polaritonů vznikla suprapevná látka.

Logo. Kredit: CNR Nanotec.

Výzkumný tým poté testoval, zda doopravdy vyrobili suprapevnou látku. Nebylo to úplně jednoduché. Hlavně proto, že Trypogeorgosův tým byl první, komu se to povedlo. Obtíže nakonec překonali a prokázali, že to, co vytvořili z laserového paprsku, je skutečně suprapevná látka, která je zároveň pevná, supratekutá a má nulovou viskozitu.

Výzkum suprapevné látky ze světla nekončí spíš naopak. Vědci se chtějí dozvědět víc o její struktuře. Ačkoliv to zní poněkud ironicky, se suprapevnou látkou vytvořenou ze světla se může pracovat snadněji než se superpevnou látkou vyrobenou z atomů, což by mohlo přispět k pochopení podstaty superpevných látek.

Video: We Found Another State of Matter: The Supersolid!

Literatura

Phys.org 6. 3. 2025.

Nature online 5. 3. 2025.