باحثون يحولون الضوء إلى مادة صلبة

تمكن فريق من الباحثين في المجلس الوطني للبحوث بإيطاليا من تحقيق إنجاز علمي غير مسبوق، بعد أن نجحوا للمرة الأولى في تحويل الضوء إلى حالة من المادة، تُعرف باسم «المادة الفائقة الصلابة»، وهي حالة تجمع بين خصائص المواد الصلبة والسوائل الفائقة السيولة. ويمثل هذا الاكتشاف خطوة فارقة في فهم حالات المادة، وقد يفتح الباب أمام تطبيقات تكنولوجية متقدمة في مجالات عدة.
وأوضح الباحثان ديميتريس تريبوجيورجوس ودانييلي سانفيتو، من المجلس الوطني للبحوث في إيطاليا، اللذان قادا فريق البحث، أن التجربة اعتمدت على التحكم الدقيق في خصائص ضوء الليزر، ما أدى إلى تشكيل أنماط منظمة داخل ما يُعرف ب«الضوء السائل»، وبالتالي تحويله إلى مادة فائقة الصلابة. ويعد هذا الإنجاز تأكيدا عمليا لنظريات علمية طُرحت منذ سبعينيات القرن الماضي حول إمكانية وجود هذه الحالة المزدوجة من المادة، وفق ما نشره موقع sustainability-times.
وتُعرَّف «المادة الفائقة الصلابة» بأنها حالة كمومية تجمع بين صلابة المواد التقليدية وقدرتها على التدفق دون احتكاك، كما يحدث في السوائل الفائقة السيولة، ولا يمكن تصنيفها ضمن حالات المادة الثلاث المعروفة، إذ تحتفظ بشكل صلب، لكنها في الوقت نفسه تتحرك بسلاسة مطلقة، وهو ما يجعلها مادة فريدة تتحدى القوانين الفيزيائية التقليدية.
ويعتمد هذا التحول على استخدام «البولاريتونات»، وهي جسيمات هجينة تتكون من الضوء والمادة، وتتشكل تحت ظروف احتجاز ضوئي شديد. ومن خلال التحكم في تفاعلات هذه الجسيمات، تمكن العلماء من دفع الضوء إلى حالة فائقة الصلابة، ما يفتح المجال أمام إنتاج مواد جديدة تجمع بين خصائص متعددة في آنٍ واحد.
ويعتقد الباحثون أن لهذا الاكتشاف تطبيقات واعدة في مجالات متعددة، أبرزها الحوسبة الكمومية، حيث يمكن استخدام المواد الفائقة الصلابة لتطوير وحدات كمومية أكثر استقرارا. كما قد تسهم في تطوير أدوات قياس دقيقة تُستخدم في الفيزياء الفلكية والتكنولوجيا النانوية.