Ученые продемонстрировали, что это уникальное состояние вещества характеризуется наличием дальнего порядка и новым режимом фазовой синхронизации

Ученые из России и Европы создали ранее неизвестную форму световой материи, похожую по свойствам квазикристаллы — упорядоченные структуры, занимающие промежуточное положение между аморфной материей и настоящими кристаллами. Ее открытие открывает путь для создания новых подходов к изучению сверхтекучих жидкостей и сверхтекучих твердых тел, сообщила пресс-служба «Сколтеха» (входит в группу ВЭБ.РФ).

«Исследователи „Сколтеха“ совместно с коллегами из Исландского университета, Варшавского университета и Института спектроскопии РАН впервые создали перестраиваемый поляритонный двумерный квазикристалл. Ученые продемонстрировали, что это уникальное состояние вещества характеризуется наличием дальнего порядка и новым режимом фазовой синхронизации», — говорится в сообщении.

Новая форма световой материи была создана учеными при проведении опытов с так называемым квантовым «жидким светом». Он представляет собой набор из так называемых экситон-поляритонов — квазичастиц, представляющих собой комбинацию из электрона и «дырки», положительного заряда, а также электрона и частицы света.

Ученые обнаружили, что экситоны-поляритоны можно расположить в пространстве и заставить их взаимодействовать друг с другом таким образом, что они начинают вести себя как так называемые квазикристаллы, открытые нобелевским лауреатом Дэном Шехтманом в 1982 году. Он выяснил, что некоторые формы материи обладают упорядоченной структурой на дальних масштабах, однако при этом в них нет таких же «симметричных» повторяющихся узоров, как в настоящих кристаллах.

Специалисты смогли воссоздать одну из форм квазикристаллов, которую физики и математики называют «мозаикой Пенроуза», при помощи специального микрорезонатора и методов пространственной модуляции света. Разработанный учеными набор подход позволил им разбить луч лазера на набор из множества пучков, фокусировка которых на микрорезонаторе породила скопления «жидкого света», уложенные в узор из узких и широких ромбов, который был открыт великим британским математиком Роджером Пенроузом полвека назад.

Изучение свойств этого светового квазикристалла уже принесло множество интересных открытий, связанных с необычным характером взаимодействий присутствующих внутри него скоплений «жидкого света» и напрямую отражающих особенности в структуре «мозаики Пенроуза». Как отмечают ученые, результаты этих опытов дают надежду на то, что их подход позволит создать первый рукотворный аналог недавно предсказанного математиками квазикристалла, состоящего из блоков одной, а не двух разных форм, как в случае с «мозаикой Пенроуза».