Perovskite Chips Now Hold a Room-Temperature Supersolid After Lecce Scientists First Forced Polariton Light Into a Crystal That Flows

Licht mag niet tegelijkertijd een vorm en stroming behouden. In maart 2025 liet een laboratorium in Lecce, Italië, zien dat een bepaald soort licht, gekleed als materie, beide kan doen. Een jaar later nam een tweede laboratorium dezelfde vreemde fase uit de cryostaat en liep het op kamertemperatuur. Het object heet een supersolid. Het is een kwantumtoestand die kristallijn en wrijvingsloos is in hetzelfde monster. Tekstboeken gebruikt om die zin te reserveren voor helium argumenten en voor wolken van atomen die bij absolute nul. De nieuwe zin gaat over chips, lasers en een patroon van strepen dat zijn eigen fase kiest.

Een supersolid breekt twee symmetrieën tegelijk. Een herhaald dichtheidspatroon maakt een vaste stof. Flow zonder viscositeit is wat een superfluid een superfluid maakt. De koppeling klinkt als een woordspeling totdat een lab beide handtekeningen meet en de geluidsvloer publiceert. Dat deden Dimitrios Trypogeorgos en collega's bij CNR Nanotec, met partners in Oostenrijk, de Verenigde Staten en andere Italiaanse laboratoria, in een Nature paper gepubliceerd op 5 maart, 2025, getiteld "Emerging supersolidity in fotonisch-kristal polariton condensates."

They Did Not Freeze a Flashlight

Het Lecce team vuurde een laser af op een galliumarsenide halfgeleider geëtst met microscopische ribbels, een fotonische kristal golfgids. Fotonen in dat rooster zo sterk gekoppeld aan excitons, de gebonden elektronengatparen in de halfgeleider, dat de twee zich niet meer gedragen als afzonderlijke dingen. De hybriden zijn exciton-polaritonen. Die quasideeltjes gecondenseerd tot een topologisch beschermde gebonden toestand in het continuüm, een modus die zo weinig energie lekt dat het condensaat lang genoeg leeft om in kaart te worden gebracht. De ribbels dwongen toen een periodieke, kristalachtige dichtheid terwijl het condensaat een coherente fase hield. De groep mat de dichtheidsmodulatie, de vingerafdruk van gebroken translationele symmetrie, tot een paar delen in duizend. Directe toegang tot de fase van de golffunctie laat hen ook lokale samenhang meten. Die precisie is het verschil tussen een mooie interferentiefoto en een claim dat Nature zal printen.

Trypogeorgos noemde het resultaat "pretty awesome," wat geen eenheid is en nog steeds overeenkomt met de stemming in het lab. Dario Gerace aan de Universiteit van Pavia zei dat de groep alleen de oppervlakte had gekrabd. Daniele Sanvitto, een senior auteur in Lecce, stelde het voor als een demonstratie van principes, geen product. Manuele Landini aan de Universiteit van Innsbruck en Iacopo Carusotto in Trento waren een van de theoretici en experimentelen die de dubbele symmetrie breken op een gedreven dissipatief systeem, het soort condensaat dat alleen bestaat terwijl je het blijft pompen. Gerelateerde theorie in Physical Review Letters datzelfde seizoen in kaart gebracht hoe een polariton vloeistof kan tonen de orde helium beroemd gemaakt, zonder helium.

Hoofdschrijvers gaven de voorkeur aan "wetenschappers veranderden licht in een solide." Die zin is nuttig en enigszins verkeerd. Neem het rooster weg en de supersolid gaat mee. Het ding in de chip is een polariton condensaat, deel foton en deel halfgeleider excitatie. Eerlijkheid vermindert het resultaat niet. Matter-light hybriden zijn al hoe veel moderne fotonica werkt. Het parkeren van een van hen in een supervaste fase betekent een toestand die vroeger een verdunningskoelkast en een ruimte-grote atoomval nodig had, kunnen worden besproken op een golfgids.

Room Temperature Is the Part That Changes the Audience

Het Lecce experiment was nog steeds een cryogene, specialistische opzet. Het was geen bureauspeeltje. Het was ook geen magneto-optische val die een dag nodig heeft om te herladen. De praktische klacht van andere laboratoria was temperatuur. Als de fase alleen bestaat wanneer de chip is brutaal koud, de mensen die kunnen kopiëren zijn de mensen die al eigenaar van de kou. Op 16 maart 2026 publiceerde natuur nanotechnologie het antwoord. Y. Meng, W. Li, K. Peng, en collega's rapporteerden een kamertemperatuur supersolid in een hybride van single-kristal halide perovskite en een exciton-polariton nanograting. De titel van de krant is duidelijk over de bewering: "Hybrid perovskite . nanograving fotonische architectuur maakt supersoliditeit bij kamertemperatuur."

Hun architectuur heeft een hybride polaritonische gebonden toestand in het continuüm met een grote kloof, 18,2 millielektronvolts, en twee zijmodi. Naarmate de pomp sterker wordt, duwt de optische parametrische oscillatie het systeem uit het enkele gebonden-staat condensaat en in die zijmodi. Het resultaat is een zelf georganiseerde supersolid: een gestreept, eendimensionaal rooster dat het condensaat overspant. Het detail dat een echte gebroken symmetrie scheidt van een pomppatroon is hoe de strepen een fase kiezen. Afbeeldingen met één schot tonen het streeppatroon dat willekeurig een positie kiest. Gemiddeld veel opnamen samen en de dichtheid modulatie uitspoelt, omdat het rooster niet wordt vastgezet op dezelfde plaats elke keer. Die stochastische selectie is wat je verwacht als het kristal zichzelf organiseert in plaats van het traceren van een groef de fabricator snit. Inferometrie toonde langeafstandsspatiotemporale samenhang. Het rooster was ook niet-rigid, wat een andere manier is om te zeggen dat het kan schuiven zoals een supersolid zou moeten.

Argonne nationaal laboratorium centrum voor nanoschaal materialen benadrukte het werk op 10 juni 2026. De nanograters werden geschreven in de CNM cleanroom op een JEOL electron-beam lithografie tool, vervolgens gekoppeld met excitonische perovskite microplaten. Een scanning elektron micrograaf in het hoogtepunt toont waterstof silsesquioxane roosters met een titanium dioxide bekleding, het soort gewone nanofabricatie zin die maakt de natuurkunde minder magisch en meer kopieerbaar. Argonne's punt was toegang. Een fase die vroeger in een cryostaat leefde kan nu bestudeerd worden onder omgevingsomstandigheden op een platform andere groepen kunnen boeken.

What the Phase Is For, and What It Is Not

Niemand stuurt een supersterke processor. De eerlijkheid gebruikt zitten één laag naar beneden. Een condensaat dat een ruimtelijk patroon bevat en nog steeds stroomt is een kandidaat voor fotonisch geheugen met een laag verlies, voor sensoren die een kleine kracht lezen als een verschuiving in dat patroon, en voor analoge simulatoren die theoretici een supersolid laten kijken zonder een andere koel-atoom machine te bouwen. Kwantumcommunicatiegroepen zorgen ervoor omdat een gestructureerd lichtveld meer dan een binaire puls kan dragen. Quantum computing groepen zorg omdat stabiliteit is de belasting op elke extra qubit. Neuromorfische ideeën, die een polariton vloeistof behandelen als een fysiek neuraal net, zijn de reden waarom Europese projecten zoals Q-ONE en PolArt geld achter de Lecce lijn zetten in de eerste Plaats.

Die toepassingen sterven als de staat niet kan worden vastgehouden, verplaatst of gekoppeld aan iets dat geen aangepaste richel is. De 2026 perovskiet resultaat beantwoordt een smallere technische vraag dan de pers metaforen doen. Kan de fase bestaan waar het laboratorium warm is? De meting zegt ja, op dat nanogram, op dat pompvermogen, met dat perovskiet. Er staat niet dat een telefoon er een bevat. Driven-dissipatieve systemen kunnen orde nabootsen zonder het te bezitten. De Lecce papier verdediging was de modulatie diepte en de topologische bescherming. De verdediging van het perovskietpapier is de willekeurige fase van de strepen en de samenhang die bij kamertemperatuur overleeft. Een tweede en derde lab dat dezelfde nummers afdrukt op een andere gereedschapsset is nog steeds de test die telt.

The AEGIS Alliance has followed other lab stories that sound like science fiction until the methods section arrives, from arguments about structure in the universe that instruments barely catch tot a molecule chemists chased for half a century before they could build it. The common standard is not the metaphor. It is a controlled experiment that survives peer review and then has to survive being copied. The Nature paper is Trypogeorgos et al., volume 639. The room-temperature follow-on is Meng et al. in Nature Nanotechnology.

De sceptici moeten willen dat het streepexperiment opnieuw wordt uitgevoerd op een rooster dat ze niet fabriceren. Ze moeten ook de zin weigeren dat zuiver licht bevroren was. Het record, zonder kostuum, is dit. In maart 2025 liet een internationale groep zien dat een fotonisch-kristal polaritoncondensaat stevig en superfluid tegelijk kan zijn, in de kou. In maart 2026 liet een andere groep zien dat een perovskiet nanograting dezelfde fase kan hosten op een bankje dat geen cryostaat is. Als andere waveguides dezelfde modulatie en dezelfde willekeurige streepfase printen, groeit het leerboek hoofdstuk over supersolids een fotonische tak naast het helium. Als ze dat niet kunnen, blijven beide papieren elegant en lokaal. De AEGIS Alliantie zal de volgende replicatie behandelen, niet de volgende metafoor, als resultaat dat telt.

More of that file lives under wetenschap, technologieen the main news desk. A crystal made of hybrid light is only a breakthrough if someone else can build it with the lights on.