نور به ابرجامد تبدیل شد

دانشمندان موفق شدند با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته، نور را به حالت ماده‌ای موسوم به «ابرجامد» (Supersolid) تبدیل کنند؛ حالتی که ترکیبی از ویژگی‌های جامدات و ابرشاره‌هاست و دریچه‌ای تازه به سوی درک عمیق‌تر از مکانیک کوانتومی و توسعه فناوری‌های نوین گشوده است.

به گزارش sustainability-times در یک دستاورد علمی چشمگیر، گروهی از پژوهشگران به سرپرستی دیمیتریس تریپوگئورگوس و دانیله سانویتو در شورای ملی تحقیقات ایتالیا موفق شدند برای نخستین‌بار نور را به یک ابرجامد تبدیل کنند؛ ماده‌ای که هم‌زمان ویژگی‌های ساختاری جامد و روانی بدون اصطکاک ابرشاره را داراست. این تحول می‌تواند درک ما از حالات ماده را متحول کرده و افق‌های جدیدی در علم فیزیک کوانتومی و فناوری‌های وابسته بگشاید.

ابرجامد چیست؟

ابرجامد حالتی عجیب و منحصر‌به‌فرد از ماده است که به‌صورت نظری نخستین‌بار در دهه ۱۹۷۰ مطرح شد و سال‌ها ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده بود. در این حالت، ماده ضمن حفظ ساختار هندسی منظم همانند یک جامد، توانایی حرکت بدون اصطکاک همچون مایعات را نیز داراست.

ابرجامد‌ها در دما‌های بسیار پایین و نزدیک به صفر مطلق شکل می‌گیرند؛ جایی که مواد به فازی با ویسکوزیته صفر گذر می‌کنند. در این شرایط، ساختاری ایجاد می‌شود که برخلاف تعاریف سنتی از جامدات یا مایعات، ترکیبی از هر دو رفتار را به‌نمایش می‌گذارد. این حالت نه‌تنها درک ما را از ماهیت ماده گسترش می‌دهد، بلکه به مطالعه دقیق‌تر پدیده‌های کوانتومی نیز کمک می‌کند.

چگونه نور به ابرجامد تبدیل شد؟

مبنای این آزمایش، ذرات هیبریدی موسوم به پولاریتون (polaritons) هستند؛ ذراتی که از ترکیب نور و ماده و در شرایط فشرده خاص به‌وجود می‌آیند. پژوهشگران با تنظیم دقیق برهم‌کنش بین این ذرات در یک میدان نوری خاص، موفق شدند ویژگی‌های ابرجامد را در نور ایجاد کنند.

در این فرایند، نور لیزر در شرایطی کنترل‌شده به‌گونه‌ای ساختاردهی شد که رفتار آن از یک سیال ساده فراتر رفت و الگو‌های منظمی درون آن شکل گرفت؛ الگویی که هم ساختار دارد و هم بدون اصطکاک حرکت می‌کند. این دستاورد نه‌تنها نظریه‌های پیشین در مورد امکان تبدیل نور به ابرجامد را تأیید می‌کند، بلکه مسیر تازه‌ای برای ساخت مواد با ویژگی‌های غیرسنتی فراهم می‌سازد.

چرا این کشف در فیزیک کوانتومی اهمیت دارد؟

اهمیت این کشف تنها به جنبه نظری آن محدود نمی‌شود، بلکه پیامد‌های گسترده‌ای برای علم و فناوری دارد. ابرجامد‌ها می‌توانند بستری نوین برای مطالعه پدیده‌هایی مانند چگالش بوز-اینشتین و ابرشاره‌گی فراهم کنند که از کلیدی‌ترین موضوعات مکانیک کوانتومی هستند.

همچنین این مواد می‌توانند پایه‌ای برای توسعه بیت‌های کوانتومی (کیوبیت) پایدارتر در رایانش کوانتومی شوند. توانایی خلق موادی که همزمان ویژگی‌های جامد و روانی دارند، می‌تواند به توسعه ابزار‌های اندازه‌گیری دقیق در حوزه‌هایی، چون اخترفیزیک، فناوری نانو و حتی تصویربرداری پیشرفته کمک کند.

این دستاورد می‌تواند در آینده به خلق فناوری‌هایی منجر شود که امروز حتی تصور آنها دشوار است، مانند حسگر‌هایی برای اندازه‌گیری پدیده‌هایی بسیار ریز و پنهان در جهان هستی.

از نظریه تا کاربرد‌های فناورانه

ادامه پژوهش‌ها در زمینه ابرجامد‌ها می‌تواند به تحولاتی اساسی در حوزه‌هایی نظیر اپتیک، فوتونیک، محاسبات کوانتومی، حسگر‌های فوق‌دقیق و سامانه‌های نوری ارتباطی منجر شود.

یکی از مهم‌ترین قابلیت‌های ابرجامد‌های نوری، ایجاد بستری برای کنترل نور به شیوه‌ای نوین و کارآمدتر از روش‌های کنونی است. همچنین، امکان ترکیب این حالت ماده با سایر فاز‌های کوانتومی می‌تواند منجر به پیشرفت‌های چشمگیری در پردازش اطلاعات کوانتومی شود.

با هر کشف جدید در این حوزه، بشر به درک عمیق‌تری از نور، ماده و قوانین بنیادی طبیعت نزدیک‌تر می‌شود؛ شاید حتی در آینده، ابرجامد‌ها مسیر پیشرفت فناوری‌های انقلابی را هموار کنند، از رایانش کوانتومی گرفته تا دستگاه‌هایی با توانایی‌هایی فراتر از مرز‌های علم امروزی.

انتهای پیام/