Lần đầu tiên biến ánh sáng thành 'chất siêu rắn'

Theo dõi Báo Gia Lai trên Google News

Mặc dù các nhà khoa học đã từng tạo ra chất siêu rắn từ các nguyên tử trước đây, nhưng đây là trường hợp đầu tiên kết hợp ánh sáng và vật chất để tạo ra siêu rắn và mở ra cánh cửa mới cho việc nghiên cứu vật lý vật chất ngưng tụ.

Hình minh họa trừu tượng về ánh sáng chuyển động như một chất lỏng. Các nhà khoa học gần đây đã biến ánh sáng thành 'siêu rắn', cho thấy các đặc tính của cả chất rắn và chất lỏng. (Ảnh: Getty Images)
Hình minh họa trừu tượng về ánh sáng chuyển động như một chất lỏng. Các nhà khoa học gần đây đã biến ánh sáng thành 'siêu rắn', cho thấy các đặc tính của cả chất rắn và chất lỏng. (Ảnh: Getty Images)

Siêu rắn là gì?

Siêu rắn là trạng thái vật chất kỳ lạ được định nghĩa bởi cơ học lượng tử, trong đó các hạt ngưng tụ thành một chất rắn kết tinh có trật tự nhưng cũng di chuyển như chất lỏng không có độ nhớt. (Độ nhớt đề cập đến ma sát bên trong của một chất, chi phối mức độ chảy trơn tru của chất đó). Thông thường, chất rắn không tự di chuyển, nhưng siêu rắn thay đổi hướng và mật độ tùy thuộc vào tương tác của các hạt trong khi vẫn duy trì cấu trúc mạng có tổ chức.

Tại sao chất siêu rắn lại lạnh?

Siêu rắn cần nhiệt độ cực thấp để hình thành - thường rất gần với độ không tuyệt đối (- 273,15 độ C). Hầu hết các hạt phải chiếm trạng thái năng lượng thấp nhất có thể và nhiệt làm cho các hạt nhảy lên nhảy xuống như những đứa trẻ dễ bị kích động trong hố bóng.

Nếu vật liệu đủ lạnh, nhiệt độ không còn che khuất cách các hạt tương tác với nhau nữa. Thay vào đó, các hiệu ứng nhỏ của cơ học lượng tử trở thành các yếu tố quyết định cách vật liệu hoạt động.

Tại sao chất lỏng lại không có độ nhớt?

Độ nhớt là thước đo mức độ dễ dàng mà chất lỏng thay đổi hình dạng. Chất lỏng có độ nhớt cao hơn có xu hướng bám dính vào chính nó nhiều hơn và do đó, chống lại chuyển động. Tất cả các chất lỏng, ngoại trừ siêu lỏng và siêu rắn, đều có một lượng độ nhớt nhất định.

Ví dụ, chất lỏng không có độ nhớt là heli được làm lạnh đến nhiệt độ trong vòng vài độ không tuyệt đối. Các hạt không hoàn toàn đứng yên ở độ không tuyệt đối; - chúng dao động một chút do nguyên lý bất định. Trong trường hợp của đồng vị heli-4, chúng dao động rất nhiều - đủ để khiến một mẫu heli-4 không thể trở thành chất rắn ở độ không tuyệt đối, trừ khi có áp suất khoảng 25 atm được áp dụng để thực sự nén các hạt lại với nhau.

Sự dao động của Helium-4 ở độ không tuyệt đối và các hiện tượng lượng tử khác gây ra một số thay đổi mạnh mẽ trong cách chất lỏng hoạt động. Nó ngừng ma sát (và do đó, không có độ nhớt) và có thể nhanh chóng hút chính nó ra khỏi các thùng chứa.

Làm thế nào chúng ta có thể biến ánh sáng thành chất rắn?

Siêu rắn đã được tạo ra từ khí nguyên tử trước đây. Tuy nhiên, nghiên cứu mới sử dụng một cơ chế mới dựa trên các đặc tính của hệ thống "polariton".

Polariton được hình thành bằng cách ghép các photon (ánh sáng) và các quasiparticle như exciton thông qua tương tác điện từ mạnh. Các đặc tính của chúng cho phép chúng ngưng tụ thành trạng thái năng lượng thấp nhất có thể theo cách tương tự như một số khí nguyên tử. Nói cách khác, ánh sáng được ghép với vật chất và cùng nhau, chúng có thể được ngưng tụ thành siêu rắn.

Tại sao chất siêu rắn lại hữu ích?

Siêu rắn rất quan trọng để nghiên cứu vì chúng cho thấy tác động của các tương tác lượng tử nhỏ giữa các hạt mà không có nhiệt độ cản trở. Khi chúng ta lập bản đồ về hành vi và đặc điểm của siêu rắn, chúng ta thực sự đang xem xét cách các nguyên tử và hạt được kết hợp với nhau. Điều này dạy chúng ta về thế giới chúng ta đang sống ở cấp độ cơ bản.

Với nhiều nghiên cứu và phát triển hơn, siêu rắn có thể được sử dụng cho máy tính lượng tử, siêu dẫn, chất bôi trơn không ma sát và các ứng dụng mà chúng ta thậm chí còn chưa nghĩ đến. Có rất nhiều khả năng mà chúng ta vẫn chưa khám phá ra - và việc tạo ra siêu rắn từ ánh sáng là một bước tiến lớn.

Theo Hà Thu (TPO)

Có thể bạn quan tâm

Anh điều tra Meta về điều khoản sử dụng nội dung phát triển AI

Anh điều tra Meta về điều khoản sử dụng nội dung phát triển AI

(GLO)- Ngày 30-10, Anh thông báo mở cuộc điều tra đối với Meta, liên quan đến các điều khoản có thể cho phép tập đoàn này thu thập nội dung từ website của các nhà xuất bản để phát triển sản phẩm trong đó có trí tuệ nhân tạo (AI), mà không bảo đảm quyền lựa chọn của bên cung cấp nội dung.

iPhone Duo bị phàn nàn: Màn hình nứt, bản lề kẹt, phần mềm chưa tối ưu

iPhone Duo bị phàn nàn: Màn hình nứt, bản lề kẹt, phần mềm chưa tối ưu

(GLO)- Chỉ vài ngày sau khi lên kệ, iPhone Duo - mẫu điện thoại gập đầu tiên của Apple - đã nhận nhiều phản ánh về màn hình nứt gần bản lề, lỗi hiển thị và khả năng chống bụi. Thiết bị còn bị đánh giá là khá nặng, camera thiếu ống kính tele và phần mềm chưa tương thích tốt với nhiều ứng dụng.

VNeID có thêm tính năng đăng kiểm phương tiện, tra cứu ngay trên điện thoại

VNeID có thêm tính năng đăng kiểm phương tiện, tra cứu ngay trên điện thoại

(GLO)- Ứng dụng định danh điện tử quốc gia VNeID vừa bổ sung tính năng “Đăng kiểm phương tiện”, cho phép công dân xác nhận tích hợp và tra cứu thông tin đăng kiểm ngay trên điện thoại. Tính năng dành cho công dân Việt Nam có tài khoản định danh điện tử mức độ 2 đang hoạt động bình thường.

Lý do iPhone Duo có giá cao tại Việt Nam

Lý do iPhone Duo có giá cao tại Việt Nam

Với mức giá khởi điểm lên tới 65 triệu đồng, chiếc điện thoại màn hình gập đầu tiên của Apple thiết lập mặt bằng giá kỷ lục tại thị trường trong nước, phù hợp chiến lược định vị phân khúc siêu cao cấp của hãng.

Kết nối đổi mới sáng tạo - Thúc đẩy công nghệ chiến lược và chuyển đổi số

Kết nối đổi mới sáng tạo - Thúc đẩy công nghệ chiến lược và chuyển đổi số

(GLO)- Ngày hội Đổi mới sáng tạo tỉnh Gia Lai năm 2026 được UBND tỉnh tổ chức vào ngày 23-10 với chủ đề "Kết nối đổi mới sáng tạo - Thúc đẩy công nghệ chiến lược và chuyển đổi số", mở ra giải pháp giúp doanh nghiệp tiếp cận chính sách, ứng dụng công nghệ và huy động nguồn lực phát triển.

Lỗ hổng PHP do AI phát hiện khiến nhiều website trên thế giới tạm ngừng hoạt động

Lỗ hổng PHP do AI phát hiện khiến nhiều website trên thế giới tạm ngừng hoạt động

(GLO)- Nhiều website chính phủ và doanh nghiệp trên thế giới đã tạm ngừng hoạt động để phòng ngừa nguy cơ tấn công mạng, sau khi các nhà nghiên cứu sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) phát hiện những lỗ hổng PHP nghiêm trọng. Ngôn ngữ lập trình này được sử dụng rộng rãi trong các dịch vụ trực tuyến.

Gia Lai sẵn sàng cho Ngày hội Ðổi mới sáng tạo năm 2026

Gia Lai sẵn sàng cho Ngày hội Ðổi mới sáng tạo năm 2026

(GLO)- Đến nay, công tác chuẩn bị cho Ngày hội Ðổi mới sáng tạo tỉnh Gia Lai năm 2026 đã hoàn tất, tập trung vào việc kết nối chính sách, công nghệ, đầu tư và thị trường. Sự kiện được kỳ vọng tạo cơ hội để doanh nghiệp, tổ chức nghiên cứu và cộng đồng khởi nghiệp tiếp cận nguồn lực phát triển.

null