ابرجامد نوری، دستاورد بزرگ کوانتومی؛ وقتی نور «منجمد» می‌شود

بیشتر موادی که با آن‌ها سروکار داریم، در یکی از چهار حالت شناخته‌شده‌ی ماده قرار دارند: جامد، مایع، گاز یا پلاسما. اما وقتی دما به نزدیکی صفر مطلق می‌رسد، قوانین مکانیک کوانتومی وارد میدان می‌شوند و فازهای عجیبی از ماده را نمایان می‌کنند. یکی از این فازها، «ابرجامد» (Supersolid) است؛ حالتی که ساختار منظمی مانند یک جامد دارد، اما در عین حال می‌تواند مانند یک ابرمایع، بدون هیچ اصطکاکی جاری شود.

ایده‌ی ابرجامدها نخستین‌بار در دهه‌ی ۱۹۶۰ مطرح شد، اما این حالت عجیب تا سال ۲۰۱۷ و انجام آزمایش‌هایی با گازهای اتمی فراسرد، به‌صورت تجربی تأیید نشده بود. ایجاد چنین حالتی از ماده بسیار دشوار است؛ چرا که به سرمایی نزدیک به صفر مطلق و تنظیمات بسیار دقیق میان اتم‌ها نیاز دارد. اما حالا پژوهشگران نشان داده‌اند که حتی «نور» هم می‌تواند رفتاری شبیه به ابرجامد داشته باشد؛ کشفی که نه‌تنها درک ما از این فاز عجیب ماده را عمیق‌تر می‌کند، بلکه باعث تحولات بزرگی در حوزه‌های محاسبات کوانتومی، علم مواد و فناوری‌های فوتونیکی می‌شود.

ابرجامد (Supersolid) حالتی شگفت‌انگیز از ماده است که همزمان ویژگی‌های یک جامد بلوری و یک ابرشاره (Superfluid) را دارد. یعنی از یک سو، مانند یک کریستال معمولی، ساختاری منظم دارد، اما از سوی دیگر، برخلاف جامدات کلاسیک، می‌تواند بدون اصطکاک جریان پیدا کند. در فیزیک ماده چگال، ابرجامد به ماده‌ای گفته می‌شود که هم نظم فضایی دارد و هم ویژگی‌های ابرشاره‌ای از خود نشان می‌دهد.