物理学家们第一次在室温下获得了“液态光” , 使得接下来的日子里 , 这种奇怪的物质形式要比以往任何时候都更容易获得 。
该物质既是一种具有零摩擦力和零粘性的超流体 , 又是一种玻色-爱因斯坦冷凝物 , 有时也被称作为物质的第五状态 , 即允许光在物体和角落周围流动 。
普通的光像波 , 有时也像是一个粒子 , 总是以直线传播 。 这就是为什么你的眼睛不能看到拐角物体的原因 。 但在一些极端的条件下 , 光也能像液体一样流动 , 而且是绕着物体流动 。
物理学家们对玻色-爱因斯坦冷凝物十分感兴趣 , 因为在这种状态下 , 物体的规律将会从经典物理转变为量子物理 , 并开始更多地呈现出波动性 。 它们是在接近绝对零度的温度下形成的 , 并且只存在几分之一秒 。
但是研究人员表示 , 这项研究中的玻色-爱因斯坦冷凝物 , 就像科学怪人弗兰肯斯坦制造出的“怪物人类”一样 , 是在常规环境下将不同物质形态混搭而成的全新产物 。
来自于意大利国家纳米技术中心的首席研究员Daniele Sanvitto解释道:“这项研究中最惊人的情况在于 , 我们已经证明 , 在室温下也能利用电磁极化子这种光物质粒子 , 制造出超流态 。 ”
科学家们将层厚为130纳米的的有机分子夹在两个超反射镜之间 , 并用35飞秒的激光脉冲来对它进行轰炸(一飞秒是一秒的千万亿分之一) 。
来自加拿大蒙特利尔理工学院的Stéphane Kéna-Cohen教授表示:“通过这种方式 , 我们可以将光子的特性与分子中电子的强相互作用(例如使核子结合成原子核的核力)结合起来 , 前者包括了光的惯性质量(绝对值越小导电性越高)和超高速 。 ”
这样产生的“超级液体”有着一些奇妙的特性 。 在正常的情况下 , 当液体流动时会产生涟漪和旋涡 , 但超流体不是这样的 。
从下图中你可以看到 , 一般情况下电磁极化子的流动被干扰时就像波浪一样 , 在超流体中却不是:
文章插图
电磁极化子的流动遇到非超流的障碍(上图)以及超流的障碍(下图) 。 来源:蒙特利尔理工学院
Kéna-Cohen表示:“在超流体中 , 这种湍流在遇到障碍物时将会被抑制 , 使得水流保持不变 。 ”
研究人员表示 , 该研究不仅为量子流体动力学的新研究奠定了基础 , 同时也为未来室温条件下 , 使用先进的电磁技术来制作设备铺平了道路 , 如用于生产LED , 太阳能电池板或是激光器等使用超级导电材料制作的器件 。
该团队表示:“在这样的环境条件下能观察到这样的效果 , 足以引导未来的大量研究 。 ”
【强!科学家把光变成了一种液体】这一发现发表在《自然物理学》上 。
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