科学家首次在室温下实现“液态光”

2017年6月，物理学家在室温下第一次意识到“液体光”，这是一个突破，使得这种特殊形式的光比以往任何时候都更容易获得。

这种物质既是超流体又是玻色-爱因斯坦凝聚体。超流体的摩擦和粘度都为零。玻色-爱因斯坦凝聚体通常被称为物质的第五种形式，它可以围绕物体流动并到达每个角落。

正常的光总是以直线传播，像波一样，偶尔像粒子一样。这就是为什么你不能看到所有方向的整个角落或物体。然而，在极端条件下，光可以像液体一样传播，并真正围绕整个物体流动。

玻色-爱因斯坦凝聚吸引了许多物理学家，因为一旦物质以这种形式存在，传统的物理规则将被转化为量子物理，物质的性质开始更倾向于波的性质。

液体光是在接近绝对零度的环境中形成的，并且只存在一瞬间。

然而，在这项研究中，研究人员使用光和物质的独特混合物在室温下产生玻色-爱因斯坦凝聚，这与“弗兰肯斯坦”一样独特。

这项研究的带头人是意大利CNR纳米技术公司纳米技术研究部的丹尼尔·桑维托。他说:“我们在研究中发现了一个极其重要的现象——当使用偏振准分子(一种光学物质粒子)时，超流体可以存在于室温环境中。”

偏振准分子的产生涉及到一些重要的设备和纳米工程。

科学家用两个超级镜子夹住一层厚度为130纳米的有机分子层，并用35飞秒激光脉冲撞击夹层(1飞秒等于10亿分之一秒)。

加拿大蒙特利尔大学工程学院的团队成员之一斯特凡·凯纳·科恩说:“由于分子间存在电子，我们可以通过这种方式将光子特性——比如光子有效质量及其高速——与强相互作用结合起来。”。

这项研究产生的“超流体”有一些特殊的性质。

在正常情况下，液体流动会产生波纹和涡流，但超流体不会产生这些现象。

如下图所示，在正常情况下，由于液流会产生波纹，所以极化准分子流在非超流体中受到干扰，但超流体中的极化准分子不会受到干扰:

极化激励器流在非超流体(顶部)和超流体(底部)中遇到障碍物时的反应。(照片来自蒙特利尔大学技术学院)

凯纳-科恩说:“在超流体中，液体的波动受到阻碍的抑制，阻碍使液体流动不受干扰。”

研究人员表示，这一研究成果不仅为量子流体力学的新研究铺平了道路，还为未来先进技术所需的室温极化设备提供了条件，如用于发光二极管、太阳能电池板和激光器件的超导材料的生产。

该团队指出:“液体光可以在室温环境中存在的突破激发了无数未来的杰作，这不仅导致了对玻色-恩斯特凝聚的基本原理的相关研究，还导致了未来光子超流体器件的构建和设计，这种器件可以实现零损耗并形成前所未有的新现象。”

蝌蚪工作人员从科学警报，翻译李，转载必须授权