Исследователи из Варшавского университета, Военного технологического университета Польши, IBM Research Zurich и французского Национального центра научных исследований сообщили, что увидели суперсолид в экситон-поляритонном бозе-эйнштейновском конденсате. Температура при этом была комнатной. Статья вышла 3 ноября 2026 года в журнале Science Advances.

Суперсолид соединяет два свойства, которые обычно приписывают разным состояниям вещества: он течёт без вязкости, как сверхтекучая жидкость, и одновременно имеет регулярную пространственную структуру, похожую на кристаллическую. Раньше такие состояния получали в основном в ультрахолодных атомных системах, где температура близка к абсолютному нулю.

Как световая система стала похожа на кристалл

В новом эксперименте работал оптический микрорезонатор. Его заполнили специально разработанным жидким кристаллом, а сверху нанесли органический полупроводник. В такой структуре свет и возбуждения вещества образуют экситонные поляритоны, гибридные квазичастицы, которые появляются при сильной связи света и вещества. Живут они всего несколько пикосекунд, но и этого хватает, чтобы сформировался бозе-эйнштейновский конденсат.

Переход в состояние с кристаллическим порядком выдавали регулярно расположенные яркие полосы в излучении образца. Они говорили о периодической модуляции плотности конденсата. Положение полос менялось от импульса к импульсу лазера: система каждый раз выбирала одну из нескольких равноправных конфигураций. Это и называют спонтанным нарушением симметрии.

Одновременно исследователи зарегистрировали устойчивую спиновую спираль, то есть периодическое изменение поляризации испускаемого света. В системе уживались два вида порядка: модуляция интенсивности и модуляция поляризации.

Представим ряд светящихся полос, который с одинаковой вероятностью может возникнуть в одном из нескольких положений. Если при каждом запуске лазера рисунок оказывается в новом месте, значит, система не получила единственную навязанную ей конфигурацию, а выбрала её сама. Но аналогия описывает только пространственный порядок. Для суперсолида нужен ещё сверхтекучий компонент, а его в этой работе прямым наблюдением квантовых вихрей не подтверждали. Именно вихри в исследованиях атомных суперсолидов и считают непосредственным признаком сверхтекучести.

По данным пресс-релиза Варшавского университета, жидкокристаллические микрорезонаторы могут работать при температурах, приближающихся к 60 °C. Их называют первой электрически перестраиваемой платформой для изучения суперсолидных экситон-поляритонных конденсатов: внешнее напряжение меняет оптические свойства структуры.

У эксперимента есть практическое ограничение. Органический полупроводник постепенно реагировал с жидким кристаллом, поэтому измерения приходилось завершать в течение нескольких часов после сборки образца. Чтобы повторить опыт, требовался новый образец. Ключевые измерения проводили в IBM Research Zurich на фотонных структурах, изготовленных в Военном технологическом университете.

Авторы связывают платформу с будущими исследованиями быстрых фотонных устройств, оптических сенсоров и ускорителей нейроморфных вычислений. Пока это возможные направления, а не готовые применения. Пресс-релиз Варшавского университета не приводит численных значений: ни измеренной температуры опыта, ни статистики повторов в нём нет. Поэтому точную температуру измерений и число повторов по этому описанию назвать нельзя. Для работы с подобными публикациями и их структурой существует отдельный сервис подготовки научных статей, но он не заменяет проверку оригинальных экспериментальных данных.

Схема показывает, как в светоматериальной системе выявляли периодическую структуру и спиновый порядок, а также указывает на отсутствие прямого наблюдения квантовых вихрей.

Фото: Anthony Dalesandro / Pexels