Thông qua nghiên cứu thực nghiệm, một nhóm các nhà vật lý liên kết với nhiều tổ chức ở Trung Quốc đã lần đầu tiên quan sát thấy một vật liệu ở trạng thái siêu rắn của vật chất. Trong bài báo của họ đăng trên tạp chí Thiên nhiên, nhóm mô tả các thí nghiệm mà họ đã tiến hành để đạt được kỳ tích này và ý nghĩa của nó. Thiên nhiên đã xuất bản Bản tóm tắt nghiên cứu trên cùng một số tạp chí phác thảo công việc mà nhóm đã thực hiện trong nỗ lực này.
Chất siêu rắn là một loại vật liệu có vẻ trái ngược nhau - nó được định nghĩa là cứng nhưng cũng có tính chất siêu lỏng, trong đó chất lỏng chảy mà không có ma sát. Vào những năm 1970, công trình lý thuyết của Anthony Leggett cho rằng một loại vật liệu như vậy có thể tồn tại được. Nhưng cho đến nay, chưa ai có thể tìm thấy nó trong tự nhiên hay tổng hợp nó trong phòng thí nghiệm.
Để tạo ra chất siêu rắn, các nhà nghiên cứu tham gia vào nghiên cứu mới này bắt đầu với một hợp chất có tên NBCP – nó có thuộc tính độc đáo là các nguyên tử được sắp xếp theo mạng hình tam giác. Nhóm nghiên cứu nhận thấy điều này có nghĩa là nếu nó được đặt trong từ trường, tất cả các nguyên tử của nó sẽ quay theo cùng một hướng.
Nhưng khi lấy nam châm ra, tất cả các nguyên tử đều cố gắng tự định hướng với một spin ngược chiều với spin của nguyên tử lân cận – nhưng vì chúng được sắp xếp thành một hình tam giác nên “sự thất vọng” nảy sinh do khả năng định hướng khả thi bị hạn chế. Quan sát này cho thấy rằng trong những điều kiện thích hợp, NBCP có thể tồn tại dưới dạng siêu rắn.
Để tạo ra điều kiện thích hợp, các nhà nghiên cứu đã chế tạo một thiết bị đo hiệu ứng từ nhiệt khi vật liệu tiếp xúc với từ trường mà không sợ rò rỉ nhiệt. Điều này cho phép họ lập bản đồ trạng thái entropy, từ đó cho phép họ phát hiện các trạng thái spin của nguyên tử và sự chuyển tiếp của chúng. Họ so sánh những phát hiện này với những tính toán lý thuyết và xác định rằng họ đang đi đúng hướng.
Sau đó, họ tiến hành các phép đo nhiễu xạ neutron và so sánh chúng với các tính toán lý thuyết, và một lần nữa họ tìm thấy sự đồng tình. Cùng với nhau, các phép đo như vậy cho phép họ kết luận rằng họ đã quan sát thấy một vật liệu ở trạng thái siêu rắn.
Quan sát này được kỳ vọng sẽ mở ra những khả năng mới cho việc nghiên cứu các hiện tượng lượng tử và mô phỏng các vật liệu mới.