Учёные создали квантовую материю, которая одновременно жидкость и твёрдое тело
Инициализация решётки. Автор: Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-02927-4
Исследователи из Гейдельбергского университета экспериментально продемонстрировали уникальное квантовое состояние материи — сверхтвёрдость. В этом состоянии вещество одновременно проявляет свойства жидкости и твёрдого тела.
Учёные из исследовательской группы «Синтетические квантовые системы» использовали новый экспериментальный подход, добавив небольшое количество энергии в сверхтекучую жидкость. Они показали, что в такой системе звуковые волны распространяются с двумя разными скоростями, что указывает на сосуществование жидкого и твёрдого состояний.
Это явление возможно только при сверхнизких температурах, где доминируют квантовые эффекты. Атомы охлаждаются до состояния, когда их волновая природа становится преобладающей, образуя конденсат Бозе-Эйнштейна — сверхтекучую жидкость, текущую без трения.
Под внешним воздействием в сверхтекучей жидкости возникают периодические модуляции плотности, вызывающие её «кристаллизацию». При этом атомы продолжают вести себя как коллективная волна, сохраняя сверхтекучие свойства.
Профессор Маркус Обертхалер, руководитель исследования, объясняет:
«Захватывающе видеть, что, просто добавив немного энергии в сверхтекучую жидкость, мы можем придать ей свойства твёрдого тела. Возбуждённая сверхтекучая жидкость поддерживает колебания, как это делает твёрдое тело».
Физик Николаус Либестер отмечает, что эта работа представляет первое наблюдение сверхтвёрдых звуковых волн в системе, далёкой от равновесия. Это открывает новые возможности для изучения квантовых материалов.
0 комментариев