Flödet av polaritoner möter ett hinder i den supersoniska (överst) och överflödiga (nedre) regimen. Upphovsman:Polytechnique Montreal
Forskare har vetat i århundraden att ljus består av vågor. Det faktum att ljus också kan bete sig som en vätska, porlande och spiral kring hinder som en flod, är ett mycket nyare fynd som fortfarande är föremål för aktiv forskning. De "flytande" egenskaperna hos ljus framträder under särskilda omständigheter, när fotonerna som bildar ljusvågen kan interagera med varandra.
Forskare från CNR NANOTEC från Lecce i Italien, i samarbete med Polytechnique Montreal i Kanada har visat att för ljus "klädd" med elektroner, uppstår en ännu mer dramatisk effekt. Ljus blir överflödigt, visar friktionsfritt flöde när det flyter över ett hinder och återansluter bakom det utan några krusningar.
Daniele Sanvitto, leda den experimentella forskargruppen som observerade detta fenomen, säger att "Superfluiditet är en imponerande effekt, observeras normalt endast vid temperaturer nära absolut noll (-273 grader Celsius), såsom i flytande helium och ultrakylda atomgaser. Den extraordinära observationen i vårt arbete är att vi har visat att överflödighet också kan uppstå vid rumstemperatur, under omgivande förhållanden, med hjälp av ljusmaterialpartiklar som kallas polaritoner. "
"Överflödighet, som gör att en vätska i avsaknad av viskositet kan läcka bokstavligen ut ur behållaren ", tillägger Sanvitto, "är kopplat till förmågan hos alla partiklar att kondensera i ett tillstånd som kallas ett Bose-Einstein-kondensat, även känd som materiens femte tillstånd, där partiklar beter sig som en enda makroskopisk våg, oscillerande alla vid samma frekvens.
Forskare har vetat i århundraden att ljus består av vågor. Det faktum att ljus också kan bete sig som en vätska, porlande och spiral kring hinder som en flod, är ett mycket nyare fynd som fortfarande är föremål för aktiv forskning. De "flytande" egenskaperna hos ljus uppstår under särskilda omständigheter, när fotonerna som bildar ljusvågen kan interagera med varandra. Upphovsman:Polytechnique Montreal
Något liknande händer, till exempel, i superledare:elektroner, i par, kondensera, vilket ger upphov till supervätskor eller superströmmar som kan leda elektricitet utan förluster. "
Dessa experiment har visat att det är möjligt att erhålla överflödighet vid rumstemperatur, medan denna egenskap hittills endast kan uppnås vid temperaturer nära absolut noll. Detta kan möjliggöra användning i framtida fotoniska enheter.
Stéphane Kéna-Cohen, koordinator för Montreal -teamet, säger:"För att uppnå överflödighet vid rumstemperatur, vi klämde in en ultratunn film av organiska molekyler mellan två högreflekterande speglar. Ljus interagerar mycket starkt med molekylerna när det studsar fram och tillbaka mellan speglarna och detta tillät oss att bilda hybridljusvätskan. På det här sättet, vi kan kombinera egenskaper hos fotoner som deras ljuseffektiva massa och snabba hastighet, med starka interaktioner på grund av elektronerna i molekylerna. Under normala förhållanden, en vätska krusar och virvlar runt allt som stör dess flöde. I en supervätska, denna turbulens undertrycks runt hinder, vilket får flödet att fortsätta på dess oförändrade väg ".
"Det faktum att en sådan effekt observeras under omgivande förhållanden", säger forskargruppen, "kan utlösa en enorm mängd framtida arbete, inte bara för att studera grundläggande fenomen relaterade till Bose-Einstein-kondensat med bordsförsök, men också att tänka och designa framtida fotoniska superfluidbaserade enheter där förluster helt undertrycks och nya oväntade fenomen kan utnyttjas ".
Studien publiceras i Naturfysik .
