強!科學家把光變成了一種液體
物理學家們第一次在室溫下獲得了「液態光」,使得接下來的日子裡,這種奇怪的物質形式要比以往任何時候都更容易獲得。
該物質既是一種具有零摩擦力和零粘性的超流體,又是一種玻色-愛因斯坦冷凝物,有時也被稱作為物質的第五狀態,即允許光在物體和角落周圍流動。
普通的光像波,有時也像是一個粒子,總是以直線傳播。這就是為什麼你的眼睛不能看到拐角物體的原因。但在一些極端的條件下,光也能像液體一樣流動,而且是繞著物體流動。
物理學家們對玻色-愛因斯坦冷凝物十分感興趣,因為在這種狀態下,物體的規律將會從經典物理轉變為量子物理,並開始更多地呈現出波動性。它們是在接近絕對零度的溫度下形成的,並且只存在幾分之一秒。
但是研究人員表示,這項研究中的玻色-愛因斯坦冷凝物,就像科學怪人弗蘭肯斯坦製造出的「怪物人類」一樣,是在常規環境下將不同物質形態混搭而成的全新產物。
來自於義大利國家納米技術中心的首席研究員Daniele Sanvitto解釋道:「這項研究中最驚人的情況在於,我們已經證明,在室溫下也能利用電磁極化子這種光物質粒子,製造出超流態。」
科學家們將層厚為130納米的的有機分子夾在兩個超反射鏡之間,並用35飛秒的激光脈衝來對它進行轟炸(一飛秒是一秒的千萬億分之一)。
來自加拿大蒙特利爾理工學院的Stéphane Kéna-Cohen教授表示:「通過這種方式,我們可以將光子的特性與分子中電子的強相互作用(例如使核子結合成原子核的核力)結合起來,前者包括了光的慣性質量(絕對值越小導電性越高)和超高速。」
這樣產生的「超級液體」有著一些奇妙的特性。在正常的情況下,當液體流動時會產生漣漪和旋渦,但超流體不是這樣的。
從下圖中你可以看到,一般情況下電磁極化子的流動被干擾時就像波浪一樣,在超流體中卻不是:
電磁極化子的流動遇到非超流的障礙(上圖)以及超流的障礙(下圖)。來源:蒙特利爾理工學院
Kéna-Cohen表示:「在超流體中,這種湍流在遇到障礙物時將會被抑制,使得水流保持不變。」
研究人員表示,該研究不僅為量子流體動力學的新研究奠定了基礎,同時也為未來室溫條件下,使用先進的電磁技術來製作設備鋪平了道路,如用於生產LED,太陽能電池板或是激光器等使用超級導電材料製作的器件。
該團隊表示:「在這樣的環境條件下能觀察到這樣的效果,足以引導未來的大量研究。」
這一發現發表在《自然物理學》上。
蝌蚪五線譜編譯自sciencealert,譯者 土豆同學,轉載須授權
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