科学家首次用光创造出“超固体”，突破量子物质研究边界

IT之家 3 月 6 日消息，意大利国家研究委员会（CNR）科研团队首次利用光创造出一种奇特的物质状态 ——“超固体”（这种奇特的物质状态在量子领域之外没有对应物）。

这种物质既具有固体的晶体结构，又具有流体的零粘度特性，为进一步理解奇异的量子物质状态开辟新路径。

其研究成果已于当地时间 3 月 5 日发表于最新一期《自然》上。CNR-INO 和 CNR-Nanotec 还宣布将于 3 月 12 日至 14 日在佛罗伦萨联合举办一场关于光和物质量子流体的科学研讨会。

在此之前，“超固体”仅能在接近绝对零度（因为只有在极低温条件下，量子效应才会占据主导地位）的原子实验中实现，此次是科学家首次在光基系统中完成创制。

在这项新的实验中，研究团队使用铝镓砷化物半导体与激光器替代超冷原子。，他们将激光照射至带有纳米级窄脊结构的半导体材料上，然后光与材料相互作用形成被称为“极化激元”的混合粒子。脊状图案限制了这些准粒子的运动方式和能量分布，最终使极化激元形成了“超固体”。

CNR 科学家达尼埃莱・桑维托指出，团队需精确测量捕获光的多项特性以证明其同时具备晶体结构与零粘性超流体行为。

法国索邦大学阿尔贝托・布拉马蒂评价称，该实验深化了学界对量子物质相变机制的理解，但需更多测量揭示其特性。

CNR 研究员迪米特里斯・特里波格奥尔戈斯表示，光基超固体相比原子体系更易操控，有望成为探索新型量子物质的起点。他表示，“我们已经站在了新事物的起点上。”

尽管实验处于早期阶段，光基量子系统的可调性为量子计算与拓扑材料研究提供新工具。桑维托团队下一步将系统研究该超固体的输运特性与对外界扰动的响应机制。

IT之家附论文地址：

https://doi.org/10.1038/s41586-025-08616-9