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物性物理学：層間励起子の超流動体–絶縁体転移の観測
Nature 650, 8100 doi: 10.1038/s41586-025-09986-w
ボース・アインシュタイン凝縮（BEC）に伴う最も顕著な特性の1つは、系がゼロ粘性を示し、散逸なく流れる超流動である。超流動相は、液体ヘリウムなどの自然に存在する量子流体から、層間励起子や冷却原子系などの人工プラットフォームに至るさまざまなボソン系において観測されている。理論的研究では、BEC基底状態が、相互作用によって結晶性固体と超流動体の両方の性質を同時に示す別のエキゾチックな相、すなわち「超固体」へと駆動される可能性が提案されている。しかし、外部格子ポテンシャルを課すことなく相互作用によってのみ駆動される、この予測されたBEC固体相が存在する物質系を特定した例は、まだ知られていない。今回我々は、層間磁気励起子の層不均衡領域において、超流動体から絶縁体への転移を観測したことを報告する。層間凝縮体の輸送挙動を密度と温度の関数としてマッピングしたところ、絶縁体相が、双極子相互作用によって安定化された希薄な励起子の秩序状態であることが示唆された。この絶縁体は、温度の上昇とともに融解して超流動体へと回復する。これは、この低温固体が量子コヒーレント相でもあることを示している可能性がある。
