這個報導槽點太多了,完全沒抓住重點,這樣的表述只會讓讀者更加迷惑且混亂。
首先不是光轉化為超固體,而是光與物質相互作用所形成的一種凝聚體,被稱之為exciton-polariton凝聚體。其次像液體一樣流動的奇特固體也是不對的。將光看作是一種量子液體處理,早就有了,也是常見的理解。這裏的重點在於所謂的超固體首先具備無摩擦的超流動性,解釋了“超”這個詞;然後是固體,這裡的固體也不是真正的固體,從理論上看是由幾個平面波分量組成的,類似於固體的那種晶格結構。另外一個重點是自發的空間自組織,而不是在空間上通過構造光場來實現。自發的意思是形成較低能態,而自然界是喜歡這種低能態的,因此才能自發形成,所以要跟一些鐳射形成的光晶格作出區分。
那麼為什麼這種東西會有超流性呢?包括一些哪怕是學物理的,可能也不太理解為什麼是形如固體的的東西然後還可以表現出超流動性。這說明很多人並沒有理解清楚經典系統和量子系統的區別。問題的關鍵在於量子系統具備波粒二象性。很多量子的奇特行為都是沒有能夠很好的理解粒子的波動性質。這裡主要是因為它們能表現出一種巨集觀量子現象。我們可以把這個凝聚體想想成一排排的兵馬俑,但跟實際的兵馬俑不一樣的是所有的兵馬俑都在做同一個動作,比如都拿著一把劍指向天空呈60度角。這樣在巨集觀上看就沒有不和諧的,從而不會有耗散和摩擦的產生,於是就有了超流性質。這種集體性質是量子多體理論研究的核心。超固體這種東西也不是很新的東西,早在50多年前都已經有人預測了,但是直到玻色-愛因斯坦凝聚體的實現之後才能夠在實驗上製造出這種比較奇特的量子物質。這中間還出現一個烏龍,2005年的時候有人聲稱在液氦系統中實現了超固體,後來發現不能複現。
2017年,蘇黎世聯邦理工學院和因斯布魯克大學兩個小組首次在實驗上實現了超固體。這是在超冷原子氣體的平台實現的。回到這篇文章上,這篇文章並不是第一篇製造出超固體的文章,而是在新的場景下製造出超固體,也就是在光與物質相互作用的平臺。這個平臺的好處是具備天然的非平衡特性比如耗散。但據我瞭解,在超冷原子平臺上也可以做到非平衡的特性的超固體,比如由於相互作用導致的一些原子數的損耗或者其他因素。當然也可以直接通過調節原子之間相互作用或者外勢,使其具備非平衡的動力學特徵。
所以總的來說,這篇工作當然是一篇優秀的工作,但並沒有很多人想的包括媒體宣傳的有那麼大的突破。如果說重大突破應該是2017年實現的超固體態,這個屬於歷史上的首次實現。