Manuele Landini dari University of Innsbruck adalah bagian dari tim internasional yang dipimpin oleh para peneliti di CNR Nanotec di Lecce, Italia, yang telah menunjukkan munculnya fase materi supersolid dalam kondensat polariton kristal fotonik. Karya perintis ini, diterbitkan di Alammemperkenalkan platform baru untuk mengeksplorasi supersoliditas di luar sistem atom ultracold tradisional.
Supersolid adalah fase materi yang langka dan berlawanan dengan intuisi yang secara unik menggabungkan kekakuan kristal dengan aliran tanpa gesekan superfluida. “Kita dapat memvisualisasikannya sebagai cairan yang terdiri dari tetesan koheren kuantum yang secara berkala diatur di ruang angkasa, yang mampu mengalir melalui hambatan tanpa mengalami gangguan, sambil mempertahankan pengaturan spasial mereka dan jarak timbal balik yang tidak berubah seperti yang terjadi di pusat kristal”, kata Iacopo Carusotto dari Pitaevskii BEC di dalam Trisi. Sementara supersoliditas telah dieksplorasi dalam kondensat Bose-Einstein atom sebelumnya, penelitian ini mewakili bukti eksperimental pertama dari fase supersolid dalam sistem yang tidak disponssipatif, non-kesetimbangan menggunakan eksiton-polariton dalam pandu gelombang kristal fotonik.
Para peneliti menciptakan keadaan supersolid dengan meringkas polariton dalam keadaan terikat-dalam-kontinuum dalam pandu gelombang kristal fotonik. Para peneliti dapat mencapai ketepatan yang luar biasa dalam pengukuran modulasi kepadatan, ciri khas pemecahan simetri translasi. Pada saat yang sama, mereka menyelidiki koherensi lokal dari fungsi gelombang supersolid.
“Ini bukan hanya analogi fotonik dari sistem atom tetapi pada dasarnya pendekatan baru untuk mencapai supersoliditas”, kata peneliti utama Dimitrios Trypogeorgos. “Pekerjaan ini tidak hanya menunjukkan pengamatan fase supersolid dalam platform fotonik, tetapi juga membuka jalan untuk mengeksplorasi fase kuantum materi dalam sistem non-kesetimbangan,” kata Daniele Sanvitto, pemimpin kelompok kelompok fotonik canggih di CNR Nanotec di Lecce. “Ini sangat signifikan karena pendekatan ini memiliki potensi untuk menjembatani kesenjangan antara sains fundamental dan aplikasi praktis,” tambahnya.
“Karya ini menunjukkan universalitas fase materi ini, membawa perspektif baru tentang apa yang diperlukan untuk membuat supersolid”, kata Manuele Landini dari Departemen Fisika Eksperimental, yang secara aktif terlibat dalam pekerjaan dari konsepsinya. Penemuan ini memiliki implikasi mendalam untuk masa depan teknologi kuantum, termasuk aplikasi potensial dalam komputasi neuromorfik dan perangkat fotonik canggih. Para peneliti sekarang mengeksplorasi peluang lebih lanjut untuk memanipulasi keadaan supersolid dan menyelidiki spektrum eksitasi energi rendah.
Penelitian ini merupakan upaya kolaboratif yang melibatkan CNR National Institute of Optics, University of Pavia, dan Institusi Internasional, termasuk Universitas Princeton, Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley, dan University of Innsbruck. Proyek ini menerima dana dari beberapa program, termasuk National Quantum Science and Technology Institute (NQSTI) dan Uni Eropa.
Publikasi: Trypogeorgos, D. et al. Supersoliditas yang muncul dalam kondensat polariton fotonik-kristal. Alam 2025 dua: 10.1038/s41586-025-08616-9
