في اكتشاف مذهل، نجح علماء إيطاليون في تحويل الضوء إلى حالة مادة تُعرف باسم «فائقة الصلابة» (Supersolid)، وهو إنجاز يمكن أن يؤدي إلى تطوير تقنيات كمومية وبصرية جديدة.

بحسب الدراسة المنشورة في مجلة «نيتشر» أن المادة فائقة الصلابة هي حالة كمومية نادرة تتمتع ببنية بلورية مثل المواد الصلبة، ولكنها في نفس الوقت يمكن أن تتدفق بحرية مثل السوائل. هذه الحالة كانت تُعتبر نظرية لفترة طويلة، ولكن جرى تحقيقها مؤخرًا باستخدام الذرات. الآن، نجح العلماء في إنشائها باستخدام الضوء لأول مرة.

- للمرة الأولى: الكشف عن الشكل الدقيق لجُسيم واحد من الضوء
-«ناسا» تحتفل بالسنة الدولية للضوء عبر صور فضائية رائعة

لتحقيق هذا الإنجاز، قام فريق من العلماء بقيادة المجلس الوطني للبحوث (CNR) في إيطاليا بتوجيه شعاع ليزر إلى شبه موصل مصنوع من زرنيخيد الغاليوم. التفاعل بين الفوتونات (جزيئات الضوء) والإثارة في المادة أدى إلى تكوين جسيمات كمومية تسمى «بولاريتونات» (Polaritons). هذه الجسيمات تمتلك خصائص كل من الضوء والمادة، ما سمح للعلماء بتحويل الضوء إلى حالة فائقة الصلابة.

التطبيقات المستقبلية
هذا الاكتشاف يمكن أن يؤدي إلى تطوير أجهزة بصرية وكمومية جديدة، مثل أجهزة الإضاءة المتقدمة وأجهزة الاستشعار الكمومية. كما أنه يفتح الباب أمام استكشاف حالات كمومية أخرى في أنظمة غير متوازنة.

يقول عالم فيزياء المادة المكثفة من جامعة بافيا داريو جيراسي،: "تحقيق هذه الحالة الغريبة من المادة باستخدام الضوء يسمح لنا بدراسة خصائصها الفيزيائية بطريقة جديدة ومتحكم فيها، وربما استغلالها في تطبيقات مستقبلية».

ويضيف عالم الفيزياء في معهد النانوتكنولوجيا التابع لـCNR، دانييلي سانفيتو،: «هذا العمل لا يثبت فقط وجود حالة فائقة الصلابة في منصة بصرية، بل يفتح الطريق لاستكشاف حالات كمومية أخرى في أنظمة غير متوازنة».