Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

İtalya Ulusal Araştırma Konseyi'nde görev yapan bir grup bilim insanı, kütlesi bulunmayan ve doğası gereği katılaşması mümkün olmayan ışığı, fiziksel olarak katı bir madde gibi davranmaya zorlamayı başardı. Kuantum fiziği sınırlarında gerçekleşen bu olağanüstü keşif, bugüne kadar bildiğimiz temel fizik kurallarını altüst ederken, ışık ve madde arasındaki kalın çizgiyi tamamen ortadan kaldırıyor.

Fiziksel gerçeklikte ışığın dondurulması veya bir buz küpü gibi katı bir forma sokulması elbette imkansızdır. Ancak araştırmacılar, bu temel engeli aşmak için son derece yenilikçi bir yöntem kullandı. Işık dalgalarını mikro boyutlardaki özel aynalar arasına hapseden ekip, onları galyum arsenit gibi özel yarı iletken materyallerle etkileşime girmeye mecbur bıraktı. Bu zorunlu ve yoğun etkileşim sonucunda, bilim dünyasında "polariton" olarak adlandırılan, kısmen ışık kısmen de maddeden oluşan yepyeni melez parçacıklar ortaya çıktı.

Asıl sarsıcı gelişme ise bu melez parçacıkların laboratuvar ortamında sergilediği davranış biçimi oldu. Sıkıştırılmış ve yönlendirilmiş polaritonlar, tıpkı katı cisimlerin içindeki kristal yapılar gibi kendiliğinden son derece düzenli ve geometrik desenler oluşturmaya başladı. Sadece ışıktan oluşan bir yapının asla sergileyemeyeceği bu organize katı madde davranışı, aslında bilimsel terminolojide süper katı olarak bilinen çok nadir bir maddenin formunu temsil ediyor. Kuantum seviyesindeki bu olay, ışığın hem akışkan bir yapı sergileyip hem de bir katı gibi yapısal bütünlük kurabildiğini kanıtlıyor.

Laboratuvar duvarları arasında gerçekleşen bu ışık-madde birleşimi, yalnızca teorik bir fizik başarısı olmaktan çok daha fazlasını ifade ediyor. Bu devrimsel adım; veriyi ışık hızında işleyen yeni nesil ultra hızlı bilgisayarların, enerji kaybını neredeyse sıfıra indiren süper verimli sistemlerin ve çok daha gelişmiş fotonik cihazların önünü açıyor. Işığın ve maddenin tek bir vücutta buluştuğu bu teknolojik sıçrama, geleceğin dünyasında imkansız kelimesinin bilimsel karşılığını tamamen değiştiriyor.

Kaynak:  İtalya Ulusal Araştırma Konseyi (CNR) - Nature Dergisi "Supersolid" Araştırma Makalesi (D. Trypogeorgos & D. Sanvitto)

• Makale Başlığı: Emerging supersolidity in photonic-crystal polariton condensate