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科学家把光做成“水”!零摩擦+零黏性,为量子力学铺新路

2018-7-19 环球解密

爱因斯坦被誉为现代物理学之父,除了建立现代物理学的重要支柱相对论,还留下许多对未来科学发展的预言,其中一项就是被称为第五物质状态的“玻色-爱因斯坦凝聚态”,在1995年首次被证实。

而在去年6月,物理学家则进一步利用光制造出玻色-爱因斯坦凝聚态,它是一种超流体状态具有零摩擦、零黏性,可以让光线像水一样在物体周围流动。

原本光是以波的形式直线前进,在极端的条件下,就变得像液体一样能从障碍物旁流过。玻色-爱因斯坦凝聚态下的物质,遵循的法则将会从古典物理学转换成量子物理学。

原本在绝对零度下这种状态只能维持不到1秒,但在这项研究中,研究人员将光与物质融合,使得在室温之下就能制造出玻色-爱因斯坦凝聚态。

“在室温的实验室环境下,使用电磁极化子(Polariton)这种物质颗粒,也可以得到超流体。”首席研究员Daniele Sanvitto这么说。

不过要制造电磁极化子的过程也不简单,必须使用两面超反射镜夹着130纳米厚的有机物,再用雷射脉冲照射35飞秒(1飞秒等于千万亿分之1秒)。

在正常情况下,液体流动会产生涟漪跟漩涡,但对超流体来说并非如此。遇到障碍物时超流体会无碍地从旁边光滑地绕过。

上方为一般液体遇障碍物,下方为超流体。

这项新发现能够为量子流体力学的新研究铺路,未来也能为许多设备(如LED、太阳能电池、雷射等)的超导材料作发展。研究团队也表示,除了要研究玻色-爱因斯坦凝聚态的基本现象外,未来还会构思更多光子超流体的元件,说不定还会有更多意外的新发现。

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