@ 2017.06.30 , 10:00

室温下超流体性质的光

科学家知道光由波组成已经几个世纪了,但光也能像液体那样波状起伏、在障碍物周围回旋这一事实却是最近才被发现,仍然是一个热点研究领域。光的“液体”性质只有在特殊情况下才会出现,此时形成光波的光子能相互作用。

意大利莱切的CNR NANOTEC研究者与加拿大蒙特利尔工学院的研究者合作,证实对于“穿戴”电子的光线,会发生更加显著的效应。光会变成超流体,能无摩擦地流经障碍物并在障碍物后方重新聚合,不产生任何涟漪。该研究已发表在自然物理学上。

室温下超流体性质的光
credit: 煎蛋画师Dealter

Daniele Sanvitto领导了观测到该现象的实验研究小组,称:“超流动性是一个令人印象深刻的效应,通常只有在接近绝对零度的情况下才能观察到,比如液态氦和超冷原子气体。我们证实在室温下利用名为电磁极化子的光-物质粒子也能产生超流动性。”

“超流动性使得液体能在缺乏黏度的情况下从容器中泄露出去,与所有粒子凝聚于被称为玻色-爱因斯坦冷凝物状态的能力有关,也被称为物质第五种状态。在此状态下,粒子行为方式类似于单个宏观波的行为,以相同的频率振荡。”

“有一些类似的现象,比如在超导体中:成对电子凝结产生超流体或者超导电流,能无损导电。”

这些实验证实在室温下是可以获得超流体的。在未来的光子器件中可能大展身手。

蒙特利尔团队的协调员Stéphane Kéna-Cohen说道:“为了在室温下实现超流动性,我们将一片超薄有机分子薄膜夹在两块高反射镜面中间。光线在两块镜面之间不断来回反射,与其中的分子相作用,形成混合光-物质液体。由此,我们就能结合光子的诸如光有效质量和快速性等性质和分子内电子导致的强相互作用。在正常情况下,在干扰液体流动的物体附近,液体会波状起伏并回旋。而在超流体中,这种扰动就被压制了,导致液体不被改变地按照原本的方式继续流动。”

研究团队称:“这种效应是在不受干扰条件下观测到的,表明可用于大量未来研究中,不仅包括通过桌面实验研究与玻色-爱因斯坦冷凝物有关的基本现象,还包括构想和设计未来基于光子超流体的设备,完全抑制损耗,利用新的意料之外的现象。”

论文原文:doi:10.1038/nphys4147

本文译自 phys,由译者 CliffBao 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


给这篇稿打赏,让译者更有动力 !
支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:

4.4
赞一个 (5)

24H最赞