Способность материал самоорганизовываться в комплексные структуры, такие как кристаллы, давно интересовала ученых. В мире квантовой физики такой процесс можно наблюдать в «волнах плотности», частицы которых располагаются в определенном порядке. Однако, как пишет EurekAlert, изучать их сложно, особенно когда этот порядок сочетается с другим типом организации, таким как сверхтекучесть — свойство, позволяющее частицам двигаться без сопротивления.

Для того чтобы изучить взаимодействие в волнах плотности, ученые из Университета Инсбрука создали Ферми-газ, состоящий из атомов лития, охлажденных до крайне низких температур, в котором атомы сталкиваются друг с другом очень часто. Затем они поместили этот газ в оптический резонатор, устройство, которое используется для удержания фотонов в замкнутом пространстве продолжительное время. Оптические резонаторы делаются из двух противопоставленных зеркал, которые отражают частицы свет тысячи раз.

В этом исследовании частицы в Ферми-газе взаимодействовали с помощью резонатора на большом расстоянии: первый атом испускал фотон, который отпрыгивал от зеркал, а затем поглощался вторым атомом газа, вне зависимости от того, насколько далеко он был от первого. Когда поглощенных фотонов стало достаточное количество, атомы коллективно организовались в волну плотности.

«Сочетание атомов, сталкивающихся напрямую друг с другом в Ферми-газе, одновременно обмениваясь фотонами на большой дистанции, — это новый тип вещества с экстремальными взаимодействиями. Мы надеемся, что то, что мы увидели, улучшит наше понимание одного из самых сложных веществ в физике», — сказал Жан-Филип Барнту из Высшей технической школы в Лозанне.

Если вывести систему из зоны комфорта и наблюдать, как она возвращается обратно, в более стабильное состояние, можно узнать о ней много нового. Международная команда физиков, экспериментируя с оксидом иттрия-бария-меди, установила, что, при определенных условиях, если воздействовать на этот материал лазерным импульсом, можно превратить его в сверхпроводник при температуре, гораздо более близкой к комнатной, чем предполагалось.