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科学家把光变成了一种液体

来源: 作者: 2019-03-14 03:01:51

物理学家们次在室温下获得了“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Stphane Kna-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(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,

科学家把光变成了一种液体

在超流体中却不是:

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

Kna-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。”

这一发现发表在《自然物理学》上。

蝌蚪五线谱编译自sciencealert,译者 土豆同学,转载须授权

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