Вчені отримали “рідке світло” при кімнатній температурі

Фізики вперше домоглися отримання рідкого світла» при кімнатній температурі, зробивши цю дивну форму матерії доступніше, ніж коли-небудь.

Така матерія — одночасно зверхтекуча речовина з нульовим тертям і в’язкістю і типом конденсату Бозе-Ейнштейна, іноді описується як п’ятий стан матерії, що дозволяє світлу фактично обтікати об’єкти і кути, інформує Ukr.Media.

Звичайне світло поводиться як хвиля, а деколи як частинка, завжди подорожуючи по прямій лінії. Саме тому ми не можемо бачити те, що знаходиться за кутами або об’єктами. Але в екстремальних умовах світло здатне вести себе як рідина і обтікати об’єкти.

Конденсати Бозе-Ейнштейна цікаві фізикам тому, що в такому стані правила переключаються з класичної на квантову фізику і матерія починає набувати більш хвилеподібні властивості. Вони формуються при температурах, близьких до абсолютного нуля, і існують лише протягом часток секунди.

Проте в новому дослідженні вчені повідомили про створення конденсату Бозе-Ейнштейна при кімнатній температурі, використавши «франкенштейноподібну» комбінацію світла і матерії.

Потік поляритонів, наштовхуючихся на перешкоду в надплинному (зверху) і подплинному (знизу) станах.

«Надзвичайне спостереження в нашій роботі полягає в тому, що ми продемонстрували, як надплинність може також відбуватися при кімнатній температурі в умовах навколишнього середовища з використанням частинок світла і матерії — поляритонів», — розповідає провідний дослідник Даніель Санвитто з італійського Інституту нанотехнологій CNR NANOTEC.

Для створення поляритонів знадобилося серйозне обладнання і наномасштабна інженерія. Вчені заклали 130-нанометровий шар органічних молекул між двома ультрарефлексивними дзеркалами і вдарили по ньому лазерним пульсом у 35 фемтосекунд (одна фемтосекунда — квадрилліонна секунди).

«Таким чином ми можемо об’єднати властивості фотонів, такі як їх світлоефективна маса і висока швидкість, з сильними взаємодіями з-за протонів всередині молекул», — говорить Стефан Кена-Коен з Політехнічної школи Монреаля.

У отриманої «зверхрідини» виявилися досить незвичайні властивості. При стандартних умовах рідина при перебігу створює брижі і завихрення. Проте у випадку зі зверхрідиною справи йдуть інакше. Як показано на зображенні вище, зазвичай потік поляритонів порушується подібно хвилям, але не зверхрідини:

«У зверхрідини ця турбулентність не пригнічується навколо перешкод, дозволяючи потоку продовжувати свій шлях без змін», — пояснює Кена-Коен.

Дослідники стверджують, що результати відкривають нові можливості не тільки для квантової гідродинаміки, але також і поляритонних пристроїв кімнатної температури для майбутніх технологій — наприклад, для виробництва надпровідних матеріалів до сонячних панелей і лазерів.