Pentru prima dată, fizicienii au obţinut „lumina lichidă” la temperatura camerei, făcând această formă ciudată a materiei mai accesibilă ca niciodată.
Această materie este atât un superfluid, la care forţa de frecare şi viscozitatea este egală cu zero, cât şi un condensat Bose-Einstein (en) – uneori descrisă ca a cincea stare a materiei – şi ea, de fapt, permite luminii să curgă în jurul obiectelor şi colţurilor.
Vedeţi şi: Cristalele de timp sunt o nouă stare a materiei
În mod obişnuit lumina se comportă ca o undă, iar uneori ca o particulă, care se deplasează întodeauna în linie dreaptă.
Din această cauză ochii voştri nu pot vedea în jurul colţurilor sau a obiectelor. Dar în condiţii extreme, lumina, de asemenea, poate acţiona ca un lichid şi, de fapt, a curge în jurul obiectelor.
Condensatul Bose-Einstein prezintă interes pentru fizicieni, deoarece în această stare regulile trec de la fizica clasică la cea cuantică, iar materia începe să obţină mai mult proprietăţi de unde.
El se formează la temperaturi aproape de zero absolut şi există doar pentru câteva fracţiuni de secundă.
Dar, în acest studiu, cercetătorii raportează că fac un condensat Bose-Einstein la temperatura camerei, folosind o contopire-Frankenstein de lumină şi materie.
Vedeţi şi: Recent oamenii de ştiinţă au descoperit o nouă stare a materiei
„Constatarea extraordinară din lucrarea noastră este că, noi am demonstrat, superfluiditatea poate avea loc, şi la temperatura camerei, în condiţiile ambientale, folosind particule de materie uşoară numite polaritoni”, spune cercetătorul principal (en) Daniele Sanvitto, de la Institutul de Nanotehnologie CNR NANOTEC din Italia.
Crearea polaritonilor a implicat unele echipamente serioase şi inginerie la scară nanometrică.
Oamenii de ştiinţă au întins un strat îngust de 130 de nanometri de molecule organice între două oglinzi ultra-reflectorizante şi au lovit cu un impuls laser de 35 femtosecunde (1 femtosecundă este a cvadrilioana parte din secundă).
„În acest fel, noi putem combina proprietăţile fotonilor – cum ar fi masa lor uşoară efectivă şi viteza rapidă – cu interacţiunile puternice, datorate electronilor din cadrul moleculelor”, spune unul din membrii echipei (en), Stéphane Kéna-Cohen de la École Polytechnique de Montreal din Canada.
„Super lichidul” primit a avut unele proprietăţi ciudate.
În condiţii normale, atunci când lichidul curge, el creează valuri şi vârtejuri – dar, acesta nu este cazul pentru un superfluid.
După cum puteţi vedea mai jos, fluxul polaritonilor este perturbat ca unde în circumstanţ obişnuite, dar nu şi în superfluid:
„Într-un superfluid, această turbulenţă este suprimată în jurul obiectelor, determinând fluxul să-şi continuie calea nemodificat”, a spus Kéna-Cohen (en).
Cercetătorii spun că rezultatele deschid calea nu numai pentru studiile noi ce privesc hidrodinamica cuantică, dar, şi pentru aparatajele polariton la temperaturi de cameră pentru tehnologiile avansate viitoare, aşa ca, producerea materialelor superconductoare pentru aşa dispozitive precum LED-uri, panouri solare şi lasere.
„Faptul că un astfel de efect este observat în condiţii ambientale poate da start unei cantităţi mare de lucru pe viitor”, spune echipa (en).
„Nu doar pentru a studia fenomenele fundamentale legate de condensatele Bose-Einstein, dar şi pentru a concepe şi proiecta pe viitor dispozitive fotonice superfluide unde pierderile sunt complet suprimate şi pot fi exploatate noi fenomene neaşteptate”.
Constatările au fost raportate în Nature Physics.
Lasă un răspuns