فیزیک‌دانان موفق به ایجاد حالت جدیدی از ماده شده‌اند.
جامد، مایع و گاز؛ ما هر روز با این سه حالت کلاسیک از ماده رو‌به‌رو می‌شویم. تصورش سخت است که ماده‌ای بتواند به صورت هم‌زمان خصوصیات دو مورد از فازهای مذکور را داشته باشد؛ ولی آیا شدنی است؟ بله، این پدیده در قلمرو فیزیک کوانتوم امکان‌پذیر است، جایی که ماده می‌تواند شمشیری با دو لبۀ کاملاً منحصربه‌فرد باشد. ابرجامد یکی از همین حالات شگفت‌انگیز از ماده است.
به تازگی دو گروه مجزا از فیزیک‌دانان توانسته‌اند حالتی از ماده با خصوصیات دو فاز جامد (Solid) و ابرشاره (Superfluid) را ایجاد نمایند که ابرجامد (Supersolid) خوانده می‌شود. در یک ابرجامد، اتم‌ها به صورت منظم در کنار یک‌دیگر قرار گرفته و یک شبکۀ بلوری تشکیل می‌دهند؛ ولی برخلاف بلورهای معمولی، این اتم‌ها می‌توانند بدون ایجاد هرگونه اصطکاک حرکت نمایند؛ پدیده‌ای که در فاز ابرشاره مشاهده می‌شود. جالب است بدانید که تا کنون، ابرجامد فقط بر روی کاغذ موجودیت داشت؛ نه در واقعیت. ولی گزارشی که اخیراً در شمارۀ ۲ام مارس ژورنال Nature منتشر شده است؛ حاکی از شکسته‌شدن این طلسم به دست فیزیک‌دانان می‌باشد.
یکی از گروه‌ها – به سرپرستی استاد فیزیک دانشگاه MIT، پروفسور ولفگانگ کترله (Wolfgang Ketterle) – با بهره‌گیری از دو روش خنک‌سازی لیزری (Laser Cooling) و خنک‌سازی تبخیری (Evaporative Cooling) موفق به خنک‌سازی اتم‌های سدیم تا حد نانوکلوین شده است. این اتم‌های سدیم به دلیل داشتن تعداد زوج از ذرات‌هسته‌ای (پروتون و نوترون) و الکترون، بوزون (Boson) خوانده می‌شوند. هنگامی که دما تا سرحد صفر مطلق افت کند، بوزون‌ها یک فاز ابرشاره از گاز رقیق تشکیل می‌دهند که چگالش بوز-اینشتین (Bose-Einstein Condensate) نامیده می‌شود.
کترله و همکارانش از طریق تغییر حرکت اتم‌های این چگالش – با استفاده از پرتو لیزر – اصطلاح جدیدی به نام “جفت‌شدگی اسپین-اربیت” (Spin-Orbit Coupling) را معرفی نمودند. آن‌ها نیمی از اتم‌های بوز-اینشتین را که داخل یک اتاقک خلأ قرار داشت به فاز دیگری از کوانتوم تغییر دادند؛ که این عمل منجر به ایجاد مخلوطی از دو چگالش بوز-اینشتین شد. در ادامه با استفاده از لیزر، اتم‌های هر فاز به فاز مجاور تبدیل شدند؛ فرآیندی که اسپین-فلیپ (Spin-flip) نامیده می‌شود.
طبق پیش‌بینی‌های قبلی فیزیک‌دانان، چگالش بوز-اینشتینِ اسپین-اربیت جفت‌شده (!) به دلیل پدیدۀ تلفیق خودبخودی چگالی (Density Modulation) می‌تواند به یک ابرجامد تبدیل شود. همانند یک جامد بلوری، چگالی یک ابرجامد ثابت نبوده و با یک الگوی موجی‌شکل – تحت عنوان فاز نواری (Stripe Phase) – تغییر می‌کند.
این ابرجامد هم‌اکنون در دماهای شدیداً پایین و در شرایط خلأ موجود است.
