Un blob di luce che scorre come un fluido, ma che al tempo stesso possiede la rigidità di un solido. È questo il risultato ottenuto da un team internazionale di scienziati guidato da Dimitrios Trypogeorgos dell’Istituto di Nanotecnologia del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) di Lecce. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature e apre scenari sorprendenti nella fisica della materia condensata e nelle tecnologie quantistiche.
Il fenomeno riguarda la creazione di un supersolido basato sui fotoni, le particelle elementari che costituiscono la luce. Un materiale che sfida le intuizioni tradizionali della fisica, poiché unisce proprietà contrastanti: da un lato la struttura cristallina rigida, tipica di un solido, e dall’altro la fluidità senza attrito di un superfluido.
Secondo quanto riferito da Trypogeorgos all’agenzia ANSA, già in passato si era riusciti a far interagire i fotoni per ottenere una sorta di liquido di luce, ma il nuovo traguardo rappresenta un salto in avanti. I ricercatori hanno trasformato quel fluido fotonico in un supersolido, una fase della materia estremamente rara e dalle caratteristiche controintuitive.
Alla sperimentazione hanno partecipato anche l’Istituto nazionale di ottica del Cnr di Firenze, le Università di Pavia, Innsbruck e Princeton, oltre al Lawrence Berkeley National Laboratory negli Stati Uniti. Un consorzio di eccellenza che ha permesso di ottenere questa nuova forma di materia in nanostrutture semiconduttrici.
Il supersolido di luce creato in laboratorio si comporta come una sorta di blob, capace di fluire attorno a ostacoli mantenendo comunque una configurazione interna ordinata, proprio come avviene nei cristalli. Un comportamento che ricorda quello di alcuni materiali supersolidi già osservati negli ultimi anni, costituiti da atomi ultrafreddi, ma che in questo caso è stato riprodotto attraverso un approccio innovativo e completamente diverso.
“Abbiamo realizzato un supersolido costituito non da atomi, ma da fotoni”, ha sottolineato Trypogeorgos, spiegando come il loro lavoro rappresenti un passo fondamentale nella fisica quantistica.
Il nuovo stato della materia dovrà essere ulteriormente indagato per comprenderne appieno le proprietà fisiche e i meccanismi fondamentali, ma le prospettive applicative sono già molto promettenti. Secondo Dario Gerace dell’Università di Pavia, co-autore dello studio, la creazione di un supersolido di luce all’interno di una nanostruttura semiconduttrice consentirà di esplorare in modo controllato il suo comportamento e di valutarne l’uso in dispositivi fotonici avanzati.
In futuro, questa scoperta potrebbe trovare applicazione nello sviluppo di nuove tecnologie quantistiche, in particolare in ambiti come la fotonica integrata e i dispositivi di emissione di luce ad alte prestazioni.
