Международная группа физиков, среди которых были и исследователи из Университета ИТМО, впервые зарегистрировала переход между двумя принципиально разными состояниями. Одно из них — распространяющийся поляритонный солитон, второе — конденсат Бозе — Эйнштейна. Физики объяснили такой переход и нашли способ управлять им, «переключая» разные состояния материи за счет изменения интенсивности лазерной накачки.

Авторы новой работы сперва создали модель, с помощью которой рассчитали структуры из полупроводника с точно заданными свойствами — такими, чтобы при обстреле их лазером при температуре в 4 градуса по Кельвину они давали нужное по параметрам световое излучение от образовавшихся поляритонов. Затем такие полупроводниковые структуры были созданы и задействованы в серии экспериментов.

В опытах физики регистрировали испускаемый полупроводниковыми структурами свет, который позволял точно отследить, что именно в них происходит. Оказалось, что при увеличении мощности лазерной накачки в системе запускаются нелинейные эффекты — за счет того, что в ней становится все больше фотонов и порожденных ими поляритонов. Все они начинают взаимодействовать между собой, отчего система и переходит в нелинейный режим. Тогда из отдельных поляритонов образуются их согласованные группы — солитоны, а затем все они переходят в конденсат Бозе — Эйнштейна.