I juni 2017 pionererade fysiker produktionen av "flytande ljus" vid rumstemperatur, vilket gjorde denna konstiga form av materia mer tillgänglig än någonsin.
Sådan materia är både en överflödig substans med noll friktion och viskositet och en typ av Bose-Einstein kondensat, ibland beskrivet som det femte tillståndet av materien, vilket gör att ljus faktiskt kan rinna runt föremål och hörn.
Vanligt ljus uppför sig som en våg och ibland som en partikel, alltid resande i en rak linje. Det är därför vi inte kan se vad som ligger bakom hörnen eller föremål. Men under extrema förhållanden kan ljuset bete sig som en vätska och flyta runt föremål.
Bose-Einstein-kondensat är intressant för fysiker eftersom i detta tillstånd reglerna växlar från klassisk till kvantfysik och materien börjar få fler vågliknande egenskaper. De bildas vid temperaturer nära absolut noll och finns bara en bråkdel av en sekund.
I en ny studie rapporterade dock forskare skapandet av ett Bose-Einstein-kondensat vid rumstemperatur med hjälp av en "Frankenstein-liknande" kombination av ljus och materia.
Polariton-flöde som kolliderar med ett hinder i icke-överflödiga (övre) och överflödiga (nedre) tillstånd / Polytechnique Montreal.
"En extraordinär observation i vårt arbete är att vi har visat hur överflödighet också kan uppstå vid rumstemperatur under omgivningsförhållanden med hjälp av partiklar av ljus och materia - polaritoner," säger ledande forskare Daniel Sanvitto från CNR NANOTEC, Italiens Nanotechnology Institute.
Skapandet av polaritoner krävde allvarlig utrustning och nanoskala-teknik. Forskare lägger ett 130-nanometer lager av organiska molekyler mellan två ultra-reflekterande speglar och träffade det med en laserpuls på 35 femtosekunder (ett femtosekund är en kvadrillion sekund).
Kampanjvideo:
"På det här sättet kan vi kombinera fotonernas egenskaper, till exempel deras ljuseffektiva massa och höga hastighet, med starka interaktioner på grund av protoner inuti molekylerna," säger Stephen Kena-Cohen från Ecole Polytechnique de Montreal.
Den resulterande "superfluiden" visade ganska ovanliga egenskaper. Under standardförhållanden skapar vätskan krusningar och virvlar när det rinner. Men när det gäller överflödigt är saker annorlunda. Som visas på bilden ovan störs vanligtvis polaritonflödet som vågor, men inte i en överflödig vätska:
"I en överflödig vätska undertrycks inte denna turbulens kring hinder, vilket gör att flödet kan fortsätta oförändrat," förklarar Kena-Cohen.
Forskarna hävdar att resultaten öppnar nya möjligheter inte bara för kvanthydrodynamik, utan också polaritonanordningar för rumstemperatur för framtida tekniker, såsom produktion av superledande material för solpaneler och lasrar.
Vladimir Mirny
