Un team di ricercatori italiani ha ottenuto un risultato pionieristico nel campo della fisica quantistica, riuscendo per la prima volta a trasformare la luce in un "supersolido". Questa scoperta, pubblicata nel marzo 2025 sulla rivista "Nature", apre nuove prospettive per le tecnologie quantistiche e fotoniche.
Tradizionalmente, la creazione di supersolidi, stati della materia che presentano contemporaneamente proprietà di un solido e di un superfluido, richiede il raffreddamento di atomi a temperature prossime allo zero assoluto. Tuttavia, questo studio ha dimostrato la possibilità di ottenere un supersolido manipolando direttamente la luce.
Il processo ha coinvolto l'uso di un semiconduttore di alluminio e gallio arsenide, opportunamente strutturato con scanalature microscopiche. Proiettando un fascio laser su questo materiale, gli scienziati hanno generato quasi-particelle note come "polaritoni", frutto dell'interazione tra fotoni ed eccitoni. Confinati in una struttura miniaturizzata, questi polaritoni si sono spontaneamente organizzati in una configurazione cristallina, pur mantenendo proprietà di superfluido.
La realizzazione sperimentale ha richiesto misurazioni di estrema precisione per confermare la coesistenza della rigidità di un solido e della fluidità priva di viscosità. I ricercatori hanno caratterizzato la modulazione di densità dello stato polaritonico, rilevando variazioni minime che hanno permesso l'osservazione della "rottura della simmetria traslazionale", un fenomeno che segna il passaggio da uno stato uniforme a uno stato ordinato, tipico di un solido cristallino.
Questa pietra miliare scientifica, supportata dai progetti europei Q-ONE e PolArt, promette di rivoluzionare diversi settori, con potenziali applicazioni che includono dispositivi di illuminazione più efficienti, lubrificanti a bassissimo attrito e computer neuromorfici. La capacità di manipolare la luce in questo modo potrebbe accelerare progressi nel campo dei superconduttori, del calcolo quantistico e nello sviluppo di materiali avanzati.
La ricerca evidenzia come fenomeni quantistici complessi, un tempo relegati alla teoria, possano ora essere realizzati sperimentalmente. L'esperimento italiano dimostra la versatilità dei polaritoni come piattaforma per esplorare nuovi stati della materia e le loro potenziali applicazioni, distinguendosi dai metodi basati su atomi ultrafreddi e aprendo la strada a una comprensione più profonda della supersolidità e alla sua ingegnerizzazione in contesti tecnologici avanzati.