वैज्ञानिकों की एक टीम ने प्रकाश को "सुपरठोस" नामक पदार्थ की एक क्वांटम अवस्था में सफलतापूर्वक परिवर्तित कर दिया है। यह अवस्था ठोस और द्रव दोनों के गुणों को एक साथ प्रदर्शित करती है, जो क्वांटम भौतिकी और फोटोनिक्स के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है। यह शोध मार्च 2025 में प्रतिष्ठित "नेचर" जर्नल में प्रकाशित हुआ था।
परंपरागत रूप से, सुपरठोस अवस्था प्राप्त करने के लिए परमाणुओं को पूर्ण शून्य के करीब तापमान तक ठंडा करना पड़ता था। हालांकि, इस नई पद्धति में, इतालवी वैज्ञानिकों ने प्रकाश को ही नियंत्रित करके एक सुपरठोस का निर्माण किया है। उन्होंने एल्यूमीनियम और गैलियम आर्सेनाइड से बने एक विशेष अर्धचालक का उपयोग किया, जिसे संकीर्ण खांचों के पैटर्न के साथ संरचित किया गया था। इस सामग्री पर एक लेजर बीम प्रक्षेपित करके, उन्होंने "पोलरिटोन" नामक कणों का निर्माण किया। ये पोलरिटोन फोटॉन (प्रकाश कण) और एक्सिटॉन (इलेक्ट्रॉन-होल जोड़े) के बीच की परस्पर क्रिया से उत्पन्न होते हैं।
इन पोलरिटोन को एक सूक्ष्म संरचना में सीमित करने पर, वे स्वाभाविक रूप से एक क्रिस्टलीय संरचना में व्यवस्थित हो गए, जबकि सुपरफ्लुइड गुणों को भी बनाए रखा। इस प्रायोगिक उपलब्धि के लिए अत्यंत सटीक मापों की आवश्यकता थी। शोधकर्ताओं ने घनत्व में कुछ हजारवें हिस्से के सूक्ष्म उतार-चढ़ाव का पता लगाकर परिणामी सामग्री की घनत्व मॉड्यूलेशन को सटीक रूप से चिह्नित किया। यह सटीकता "ट्रांसलेशनल सिमेट्री ब्रेकिंग" नामक एक भौतिक घटना के अवलोकन की अनुमति देती है, जो एक समान अवस्था से एक क्रिस्टलीय ठोस की विशेषता वाली एक व्यवस्थित अवस्था में संक्रमण का प्रतीक है।
इस सफलता के दूरगामी प्रभाव हो सकते हैं, जो क्वांटम और फोटोनिक प्रौद्योगिकियों में नए अनुप्रयोगों के द्वार खोलते हैं। शोधकर्ताओं के अनुसार, "यह प्रकाश के साथ सुपरठोस का पहला अहसास है। संभावित अनुप्रयोग मौलिक भौतिकी से परे जाते हैं - वे क्वांटम उपकरणों के निर्माण के तरीके को बदल सकते हैं।" उन्होंने यह भी कहा कि यह "कुछ नया शुरू होने की शुरुआत है।"
यह खोज एल्यूमीनियम गैलियम आर्सेनाइड जैसे अर्धचालक परतों का उपयोग करके प्रकाश को एक सुपरठोस में बदलने की क्षमता को प्रदर्शित करती है, जो क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए अधिक स्थिर मंच प्रदान कर सकता है। इसके अतिरिक्त, यह अधिक कुशल प्रकाश-उत्सर्जक उपकरणों, घर्षण-रहित स्नेहक (frictionless lubricants), और न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटरों के विकास को प्रेरित कर सकता है। यह मील का पत्थर प्रकाश के बारे में हमारी समझ को फिर से परिभाषित करता है, शास्त्रीय और क्वांटम सामग्रियों के बीच की खाई को पाटता है, और भौतिकी और सामग्री विज्ञान में भविष्य की सफलताओं के लिए मंच तैयार करता है। यह शोध, जिसे यूरोपीय संघ द्वारा वित्त पोषित Q-ONE और PolArt परियोजनाओं का समर्थन प्राप्त था, यह दर्शाता है कि जटिल क्वांटम घटनाएं, जिन्हें कभी केवल सैद्धांतिक माना जाता था, अब प्रयोगात्मक रूप से साकार की जा सकती हैं, जिससे विज्ञान और प्रौद्योगिकी के लिए नए दृष्टिकोण खुलते हैं।
