Ученые впервые получили «жидкий свет» при обычной температуре

Ученые впервые получили «жидкий свет» при обычной температуре

Физики впервые в истории получили «жидкий свет» при комнатной температуре, сделав эту необычную форму материи более доступной, чем когда-либо. Она представляет собой одновременно смесь из сверхтекучей жидкости, обладающей нулевым уровнем трения и вязкости, и своего рода конденсата Бозе — Эйнштейна, который нередко называют пятым состоянием материи. Эти свойства позволяют свету фактически обтекать вокруг находящихся перед ним объектов и углов.

Обычный свет, как правило, демонстрирует свойства волны и иногда частиц и всегда движется только по прямой. Именно поэтому наши глаза, например, не способны видеть за углами. Однако при определенных и весьма экстремальных окружающих условиях свет также может вести себя как жидкость, обретая способность обтекания вокруг объектов.

Интерес для науки конденсаты Бозе — Эйнштейна представляют в первую очередь за счет своего агрегатного состояния, когда правила, по которым они действуют, работают на грани классической и квантовой физики, когда твердая материя начинает приобретать скорее волновые свойства. Как правило, такой конденсат создается при температурах, близких к абсолютному нулю, и способен существовать в буквальном смысле в течение нескольких долях секунды.

Но в рамках последнего исследования ученые смогли создать конденсат Бозе — Эйнштейна при обычной комнатной температуре, используя «франкенштейнский» набор из материи и света.

«Особенность нашей работы заключается в том, что мы продемонстрировали возможность создания состояния сверхтекучести при комнатной температуре окружающей среды, используя частицы светоматерии, называемые поляритонами», — говорит ведущий исследователь Даниэле Санвитто из итальянского Института нанотехнологий CNR NANOTEC.

Создание поляритонов потребовало от исследователей использования очень дорого оборудования и технологий нанотехнологического уровня. Ученые поместили между двумя ультрарефлекторными зеркалами слой органических молекул толщиной 130 нанометров и пропустили через него 35-фемтосекундный лазерный импульс (1 фемтосекунда равна 1 квадриллионной доле обычной секунды).

«Таким образом внутри органических молекул мы смогли объединить свойства фотонов – эффективную массу и скорость – и особенность взаимосвязи электронов», — говорит Стефани Кена-Коэн из Политехнической школы Монреаля (Канада).

В результате получилась «сверхжидкость» с весьма необычными свойствами. При обычных условиях температуры, когда простая жидкость будет обладать свойством текучести, на ее поверхности под внешним воздействием может создаваться рябь и завихрения. Сверхжидкость же такой ответной реакции не показывает.

На изображении ниже можно видеть, как поток поляритонов, направленный в обычную жидкость, создает волны, в то время как внутри сверхжидкости (на нижнем изображении) такой особенности он не демонстрирует.

Ученые впервые получили «жидкий свет» при обычной температуре

«В среде сверхжидкости эта турбулентность поглощается находящимися в ней препятствиями, позволяя потоку продолжать свое движение без каких-либо искажений», — говорит Кена-Коэн.

Ученые говорят, что результаты этих исследований не только открывают дорогу к новым исследованиям особенностей квантовой гидродинамики, но также и к созданию устройств и технологий будущего, которые будут способны использовать поляритоны в обычных условиях. Речь идет о новых типах сверхпроводниковых материалов, которые можно будет использовать в производстве нового поколения светодиодов, солнечных панелей и лазеров.

«Тот факт, что подобный эффект наблюдается и при обычных условиях окружающей среды, открывает множество возможностей для будущей работы», — говорят исследователи.

«Это не только новая веха в исследовании таких феноменов, как конденсаты Бозе — Эйнштейна, но и дорога к потенциальной разработке футуристичных фотонных устройств на базе сверхтекучих жидкостей, в которых проблема искажений будет полностью отсутствовать, а вместо этого будет открыта дверь к другим новым неожиданным феноменам».

Результаты работы итальянских физиков были опубликованы в последнем номере журнала Nature Physics.

Ученые впервые получили "жидкий свет" при обычной температуре Николай Хижняк

0 не понравилось

20-06-2017 16:00 | просмотров 122 |

Прямая ссылка:
BB-code ссылка:
HTML ссылка:
Понравилась статья? ПОДЕЛИСЬ в соц. сетях!
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Похожие новости

Рецепт темной материи может включать сверхкритическую жидкость

За годы исследований стало понятно, что темная материя ведет себя отвратительно. Этот термин был введен около 80 лет назад астрономом Фрицем Цвикки, который осознал, что для того, чтобы не дать

Ученым впервые удалось получить снимки движения электронов в графене

Такой материал, как графен, представляющий из себя двумерную углеродную решетку толщиной всего в 1 атом, в последнее время становится все популярнее. А изучением его свойств занимаются специалисты со

Ученые открыли новое квантовое состояние материи

Физики кафедры квантовой информации и материи Калифорнийского технологического института обнаружили новое состояние материи – трехмерные жидкие квантовые кристаллы. Открытие обещает прогресс в

Ученые выяснили, как можно расплавить лед при температуре гораздо ниже точк ...

  Представьте, что вы находитесь в холодильнике. Как вы туда попали – не суть важно. Просто представьте, что вы в холодильнике. Рядом с вами лежит кубик льда. «Твердая форма воды, — думаете вы,

Физики доказали, что антиматерия является зеркальной копией обычной материи

Ученые узнали на днях весьма интересную вещь об антиматерии. Согласно всей имеющейся на данный момент информации, антиматерия выглядит как точная зеркальная копия самой обычной материи. Но что это

Ученые создали еще одну форму углерода. И она прочнее алмаза

Исследователи обнаружили новую форму углерода, получившую название Q-углерод. Новая форма углерода может производиться искусственным путем при комнатной температуре и давлении и при этом обладает
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.