Licht verwandelt: Forscher erschaffen erstmals Laser-"Superfeststoff"

Licht wurde erstmals in einen "Superfeststoff" verwandelt - ein außer­gewöhn­liches Material, das gleichzeitig Eigenschaften von Festkörpern und Flüssig­keiten besitzt. Damit wird ein neuer Blick auf einen exotischen Quanten­zu­stand möglich - der Suprasolidität.

Licht wird "fest": Forscher erzeugen Quanten-Sensation

Superfeststoffe sind Quantenzustände der Materie mit scheinbar widersprüchlichen Eigenschaften. Sie weisen eine geordnete Struktur wie Kristalle auf, können aber gleichzeitig ohne innere Reibung fließen. Bisher gelang es nur, Superfeststoffe aus extrem kalten Atomen zu erzeugen.

Nun hat ein internationales Team um Dimitris Trypogeorgos und Daniele Sanvitto vom italienischen nationalen Forschungsrat (CNR) erstmals einen Superfeststoff aus Licht hergestellt. Sie nutzten dafür einen Laser und den Halbleiter Aluminiumgalliumarsenid. Der Laser wurde auf ein speziell strukturiertes Halbleiterstück gerichtet, wodurch sich Polaritonen bildeten - Hybridteilchen aus Licht und Materie, die sowohl Eigenschaften von Photonen als auch von Elektronen aufweisen. Die Struktur des Halbleiters zwang diese Polaritonen in einen Superfeststoff-Zustand.

Wir haben Licht tatsächlich in einen Feststoff verwandelt. Das ist ziemlich fantastisch.

Wie Trypogeorgos betont, hatte sein Kollege Daniele Sanvitto vor mehr als einem Jahrzehnt gezeigt, wie Licht zu einer Flüssigkeit werden kann. Die größte Herausforderung bei der aktuellen Arbeit bestand darin, die Eigenschaften des transformierten Lichts präzise zu messen und nachzuweisen.

Laut dem Bericht von New Scientist könnte diese neue Methode die Untersuchung exotischer Materiezustände vereinfachen. Alberto Bramati von der Sorbonne-Universität bestätigt die Bedeutung des Experiments, betont jedoch: "Viele weitere Messungen müssen durchgeführt werden, um die Eigenschaften zu verstehen." Die Forschungsergebnisse wurden in Nature veröffentlicht.

Was bringt uns das?

Was bedeutet diese Entdeckung für die Zukunft der Quantenphysik und Technologie? Die Erzeugung von Superfeststoffen aus Licht öffnet ein neues Fenster zur Erforschung von Quantenphasenübergängen und unbekannter, seltener Materiezustände. Durch das vertiefte Verständnis dieser Phänomene könnten Wissenschaftler in Zukunft neuartige Quantentechnologien entwickeln, die die einzigartigen Eigenschaften solcher exotischen Zustände nutzen - von Quantencomputern bis hin zu hochpräzisen Sensoren.


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