За първи път в света учените създадоха "течна светлина" при стайна температура

За първи път физици създадоха "течна светлина" при стайна температура, правейки тази форма на материя по-достъпна от всякога.

Тази материя е едновременно суперфлуид, чието триене и вискозитет са нулеви, както и вид кондензат на Бозе-Айнщайн – понякога определяна като петата форма на материята – и позволява на светлината в буквален смисъл да тече около предмети и ъгли.

Обикновената светлина се държи като вълна и понякога като частица, но винаги се движи в права линия. Ето защо очите ви не могат да виждат зад ъгъла или през предмети. Но при екстремни условия светлината също така може да се държи като течност и да се стиеча около предметите.

Кондензатите на Бозе-Айнщайн са интересни за физиката, защото в това състояние правилата преминават от класическата към квантовата физика и материята започва да се държи повече като вълна.

Тези кондензати се образуват при температури, близки от абсолютната нула (-273.15°C) и съществуват само за частица от секундата.

Но в това проучване учените съобщават, че са успели да създадат кондензат на Бозе-Айнщайн при стайна температура от франкенщайнова смес от светлина и материя.

"…Демонстрирахме, че суперфлуидите могат да се постигнат и при стайна температура, при обикновени условия, чрез светлинно-метериални частици, наречени поларитони," казва ръководителят на проучването Даниел Санвито от института по нанотехнологии CNR NANOTEC в Италия.

За създаването на поларитони е необходимо специално оборудване и нанотехнологии.

Учените притиснали слой от органични молекули с дебелина 130 нанометра между две ултра-рефлекторни огледала и го облъчили с лазерен импулс за 35 фемтосекунди (1 фемтосекунда е квадрилион от секундата).

"По този начин можем да комбинираме възможностите на фотоните – като малката им ефективна маса и бърза скорост – със силните взаимодействия, предизвикани от електроните в молекулите," казва друг учен от екипа, Стефане Кена-Коен от Политехническия университет Ecole в Монреал, Канада.

Създадената "супер течност" притежава някои странни способности.

При нормални условия, когато течността тече, тя създава вълни и спирали, но случаят със суперфлуидите е друг.

Както можете да видите на графиката отдолу, при обикновени условия потокът на поларитоните е нарушен под формата на вълни, но това не е такаи при суперфлуида:

"При суперфлуида тази турболенция се потиска около препятствията, което води до непрекъснато движение на потока," казва още Кена-Коен.

Учените твърдят, че резултатите полагат основните не само на нови изследвания в областта на квантовата хидродинамика, но и също така на устройствата за създаване на поларитони при стайна температура и развитието на бъдещите технологии – например за произвеждането на супер проводими материали за LED, слънчеви панели и лазери.

"Фактът, че подобен ефект се наблюдава при обикновени условия, може да отключи много бъдещи проучвания," казва екипът.

"Не само проучването на фундаменталните явления, свързани с кондензатите Бозе-Айнщайн, но и също така да се изяснят и проектират бъдещи фотонни устройства, основани на суперфлуидите, при които загубите са напълно изключени и може да се използват нови неочаквани явления.."

източник: sciencealert.com

по статията работи: Величка Мартинова