НОВИНИ


СЪЗДАДОХА ПОТОК ОТ СУПЕРФЛУИДНА СВЕТЛИНА ПРИ СТАЙНА ТЕМПЕРАТУРА
15.06.2017

Потокът на поляритони среща препятствие в свръхзвуков (горе) и свръхфлуиден (долу) режим. Източник: Polytechnique Montreal

Физици установиха, че светлината, "облечена" с електрони, показва още по-драматичен ефект от познатото от векове поведение на вълна.
 

Светлината става свръхфлуид - течност, която се движи безкрайно без триене, обтича препятствията и се свързва отново зад тях без вълни, пише Phys.org.

Изследването на учени от италианския изследователски институт CNR NANOTEC в Лече, в сътрудничество с Политехниката в Монреал в Канада, е публикувано в Nature Physics.

От няколко века се знае, че светлината се държи като вълна, разпространявайки се от източника си, като се абсорбира или отразява от обектите.

През последните години обаче изследванията показват, че светлината може да се държи като течност - да обтича обектите и да се събира от другата страна. Преди това явление се наблюдаваше само при определени екстремни условия в лабораторни камери, охладени почти до абсолютната нула.

Ефектът на свръхфлуид се получава, когато бозони - частици или атоми, се охлажда почти до абсолютна нула, постигайки състояние на кондензат на Бозе-Айнщайн. Бозоните, за разлика от фермионите, могат да заемат едно и също квантово състояние, и всички да постигнат възможно най-ниско енергийно ниво. Спира топлинното движение и се проявяват квантови ефекти на макро ниво като парадоксално се комбинират свойствата на течности, твърди вещества и газове.

В резултат на това частиците започват да "текат" без триене, да се просмукват през тесни пролуки. Такова вещество се нарича квантова течност.

Сега физиците от CNR NanoTec показват, че материал с подобни свойства може да се създаде при стайна температура. Те преобразуват светлината в аналог на квантовата течност, използвайки поларитони (polariton) - квазичастици, създадени от взаимодействието на фотони с осцилиращи частици от някаква среда.

Така поларитоните представляват вълна, съставена от два компонента - електромагнитни колебания и смущенията на средата.

Източник: Polytechnique Montreal

Експериментът използва филм от ултратънки органични молекули, които се поставят между две огледала с много високи коефициенти на отражение. Учените пускат в устройството фотони, които попадат в капана на огледалата и здраво се захващат за молекулите, пораждайки хибридна течност, състояща се от светлина и материя. Този аналог на квантова течност може да се движи свободно, без да се забавя, когато се натъкне на препятствие.

Що се отнася до практическите последици от откритието най-очевидна е ползата за разработването на свръхпроводящи материали, които ще могат да пренасят електроенергия с почти нулево съпротивление, според изследователския екип.

Обикновено тези материали трябва да се охлаждат до изключително ниски температури, обикновено с течен азот. Ако инженерите могат да намерят начин да се използа свръхфлуидността при стайна температура, това може да доведе до нови и подобрени фотонни устройства като лазери, светодиоди, соларни панели и фотоволтаични клетки.


 

 

 
източник: nauka.offnews.bg

 


 
928608