2017年6月5日(农历2017年5月11日),人类首次造出“液态光” 称为物质第五态。
如果光变成和水一样的液体,它会发生什么?这并不是一个脑洞。近日,科学家们首次在室温下制造出液态光,让光像水一样在某个物体周围流动、弯曲和环绕。
量子流体力学的进一步发展铺平了道路,也可能为室温超导的实现方法以及新型电子元件提供灵感。
玻色-爱因斯坦凝聚态——这种凝聚态的又称为“物质的第五态”(共有六种物态,其他五个分别为气态、液态、固态、等离子态、和费米子凝聚态)。一般情况下,类似的物态只能在接近绝对零度(零下摄氏273度)的低温下出现。
此次工作中最不同寻常的是,我们证明了超流体现象也可以在室温的环境条件下实现”。
不同于一般液体,液态光遇到障碍只会平滑地绕过去,不会产生任何波纹和漩涡,表现出零摩擦和零粘性这两个特性。
两者都只能在极其低温的条件下才能被观察到,而且持续的时间非常短。
如何在室温条件下制造出液态光的?据Stéphane Kéna-Cohen介绍,为了达到这个目的,他们把一个 130 纳米厚的有机分子切片放在了两个反射率极高的镜片之间,形成一种类似三明治的结构。
光子与中间的有机分子急速交错,从而形成了一种具备光-物质二元属性的液态光。简而言之,光子和有机分子中的电子相耦合便形成了液态光。
极化激元,是一种准粒子。它是由电磁波之间的强烈耦合以及带有电偶极子或磁偶极子的激发作用中诞生。简单来说,极化激元的形成也可看为一颗受激的光子。
如果利用本次的液态光制备方法,工程师可以在室温条件下生产出更高效的超导材料设备,例如激光器、发光二极管、太阳能电池板和光伏电池等,而且这些装置可以在很大程度上避免光子跟障碍物接触带来的能量损失。