ساخت نور مایع ممکن شد + تصویر

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ScienceAlert، برای اولین بار، فیزیکدانان توانستند به نور مایع در دمای اتاق دست یابند، حالا ساخت این فرم عجیب و غریب از ماده بیش از همیشه قابل دسترس شده است. این ماده هم ابرسیال، که اصطکاک و چسبندگی صفر دارد، است و هم نوعی چگالش بوز-اینشتین، که گاهی اوقات به عنوان حالت پنجم ماده توصیف می‌شود، دارد و به نور اجازه می‌دهد که در اطراف اشیاء و گوشه‌ و کنار جریان یابد.

نور معمولی به صورت یک موج و بعضی اوقات هم مانند یک ذره رفتار می‌کند و همیشه در یک خط صاف حرکت می‌کند. به همین خاطر هم است که چشمان ما قادر به دیدن اطراف اشیاء و گوشه و کنار نیست. اما تحت شرایط خاص، نور می‌تواند مانند یک مایع عمل کند و دور و بر اشیاء جریان پیدا کند.

چگالش بوز-اینشتین مورد علاقه دانشمندان است چراکه در این حالت، قوانین از فیزیک کلاسیک به فیزیک کونتوم تبدیل می‌شود و مواد ویژگی‌های موج مانند بیشتری از خود نشان می‌دهند. آنها در دمای نزدیک به صفر مطلق ساخته می‌شوند و تنها برای کسری از ثانیه وجود دارند. اما در این مطالعه، دانشمندان با استفاده از ترکیب فرانکشتاینی از نور و ماده موفق به ساخت یک چگالش بوز-اینیشتن در دمای اتاق شدند.

دنیل سانویتو، سرپرست ارشد این مطالعه از موسسه نانوتک ایتالیا، در این باره می‌گوید: «در این مطالعه نشان دادیم ابرسیالات توانایی روی دادن در دمای اتاق را هم دارند؛ البته تحت شرایط محیطی فراگیر و با استفاده از ذرات نور-ماده به نام پولاریتون».

تولید پولاریتون شامل برخی تجهیزات خطرناک و مهندسی مقیاس نانو می‌شود.

دانشمندان یک لایه از مولکول‌های آلی به ضخامت 13 نانومتر را میان دو آینه فوق بازتاب دهنده قرار دادند، سپس آن را با یک پالس لیزری 35 فمتوثانیه‌ای (یک فمتوثانیه یک کوادریلیون ثانیه یا 10به توان منفی 15 ثانیه است) نابود کردند.

استفان کنا کوهن، یکی از اعضای تیم تحقیقاتی، در این باره بیشتر توضیح می‌دهد: «به این ترتیب، توانستیم برخی از خواص فوتون، مانند جرم نور موثر و سرعت سریع آنها، را با فعل و انفعالات قوی الکترون‌های داخل مولکول ترکیب کنیم».

درنتیجه برخی از ویژگی‌های «ابرسیال» عجیب و غریب از آب درآمد. تحت شرایط معمولی، وقتی که مایع جریان می‌یابد، حرکت موجی و چرخشی دارد اما ابرسیال از این قانون مستثنی است.

همانطور که در عکس زیر می‌بینید، جریان پولاریتون‌ها در حالت عادی مانند موج مختل می‌شود اما در ابرسیال چنین اتفاقی رخ نمی‌دهد.

کنا کوهن افزود: «در یک ابرسیال، این تلاطم در اطراف موانع سرکوب می‌شود که باعث می‌شود جریان بدون تغییر در راه خود ادامه یابد».

دانشمندان می‌گویند این مطالعه نه تنها مسیر را برای تحقیقات جدید درباره هیدرودینامیک کوانتومی هموار کرده است، بلکه منجر به پیشرفت‌های آینده در تکنولوژی وسایل پولاریتون در دمای اتاق می‌شود؛ مانند تولید مواد فوق رسانا برای وسایلی چون LED، پنل‌های خورشیدی و لیزر.

به گفته تیم تحقیقاتی، این حقیقت که چنین اثری تحت شرایط محیطی فراگیر مشاهده شده است، نشان‌دهنده مقدار زیادی از تحقیقات و بررسی در آینده است. نه تنها این مطالعات باید به بررسی پدیده‌های بنیادین مرتبط با چگالش بوز-اینشتین بپردازند بلکه باید بر طراحی و ساخت دستگاه‌های مبتنی بر ابرسیال فتونیک متمرکز شود تا در آینده تلفات کاملا از میان بروند و پدیده‌های غیرمنتظره جدید قابل بهره‌برداری باشند.

مترجم: هانا حیدری