Вчені вперше отримали «рідкий світло» при звичайній температурі
Source:
Фізики вперше в історії отримали «рідкий світло» при кімнатній температурі, зробивши цю незвичайну форму матерії більш доступною, ніж коли-небудь. Вона являє собою одночасно суміш з надтекучою рідини, що володіє нульовим рівнем тертя і в'язкості, і свого роду конденсату Бозе — Ейнштейна, який нерідко називають п'ятим станом матерії. Ці властивості дозволяють світлу фактично обтікає навколо знаходяться перед ним об'єктів і кутів.
Звичайний світ, як правило, демонструє властивості хвилі і іноді частинок і завжди рухається тільки по прямій. Саме тому наші очі, наприклад, не здатні бачити за кутами. Однак при певних і вельми екстремальних навколишніх умовах світло також може вести себе як рідина, знаходячи здатність обтікання навколо об'єктів.
Інтерес для науки конденсати Бозі — Ейнштейна представляють у першу чергу за рахунок свого агрегатного стану, коли правила, по яких вони діють, працюють на межі класичної та квантової фізики, коли тверда матерія починає набувати швидше хвильові властивості. Як правило, такий конденсат створюється при температурах, близьких до абсолютного нуля, і здатний існувати в буквальному сенсі протягом декількох частках секунди.
Але в рамках останнього дослідження вчені змогли створити конденсат Бозе — Ейнштейна при звичайній кімнатній температурі, використовуючи «франкенштейнский» набір з матерії і світла.
«Особливість нашої роботи полягає в тому, що ми продемонстрували можливість створення стану надтекучості при кімнатній температурі навколишнього середовища, використовуючи частинки светоматерии, звані поляритонами», — говорить провідний дослідник Даніеле Санвитто з італійського Інституту нанотехнологій CNR NANOTEC.
Створення поляритонів вимагає від дослідників використання дуже дорого обладнання і технологій нанотехнологічного рівня. Вчені помістили між двома ультрарефлекторными дзеркалами шар органічних молекул товщиною 130 нанометрів і пропустили через нього 35-фемтосекундный лазерний імпульс (1 фемтосекунда дорівнює 1 квадриллионной частці звичайної секунди).
«Таким чином всередині органічних молекул ми змогли об'єднати властивості фотонів – ефективну масу і швидкість – і особливість взаємозв'язку електронів», — говорить Стефані Кена-Коен з Політехнічної школи Монреаля (Канада).
В результаті вийшла «сверхжидкость» з досить незвичайними властивостями. При звичайних умовах температури, коли проста рідина буде мати властивість плинності, на її поверхні під зовнішнім впливом може створюватися брижі і завихрення. Сверхжидкость ж такої реакції не показує.
На зображенні нижче можна бачити, як потік поляритонів, спрямований в звичайну рідину, створює хвилі, в той час як всередині сверхжидкости (на нижньому зображенні) такої особливості він не демонструє.
«В середовищі сверхжидкости ця турбулентність поглинається знаходяться в ній перешкодами, дозволяючи потоку продовжувати свій рух без будь-яких спотворень», — говорить Кена-Коен.
Вчені кажуть, що результати цих досліджень не тільки відкривають дорогу до нових досліджень особливостей квантової гідродинаміки, але також і до створення пристроїв і технологій майбутнього, які будуть здатні використовувати поляритоны в звичайних умовах. Йдеться про нові типи надпровідникових матеріалів, які можна буде використовувати у виробництві нового покоління світлодіодів, сонячних панелей і лазерів.
«Той факт, що подібний ефект спостерігається і при звичайних умовах навколишнього середовища, що відкриває безліч можливостей для майбутньої роботи», — кажуть дослідники.
«Це не тільки нова віха в дослідженні таких феноменів, як конденсати Бозі — Ейнштейна, але і дорога до потенційної розробки футуристичних фотонних пристроїв на базі надплинні рідин, в яких проблема спотворень буде повністю відсутня, а замість цього буде відкрито двері до іншим новим несподіваним феноменів».
Результати роботи італійських фізиків були опубліковані в останньому номері журналу Nature Physics.
Більше:
Чи можна захиститися від ВІЛ на генному рівні
лютує Чума XX століття і в XXI столітті. СНІД вже давно визнається багатьма справжньою проблемою людства, яку треба якось вирішувати. Люди будують теорії, звідки він узявся і чому треба чи не треба переживати за його приводу, але одне ясно точно. З н...
Що не так з тестами на коронавірус?
Сьогодні багато демонізують Гейтса, звинувачуючи його в навмисному чипировании населення (от тільки як?) і заодно всіх смертних гріхах. Розповідаємо, чому американський мільярдер насправді молодець і зовсім не рептилоид Яким би тривожним це не здавал...
15 кращих цитат Альберта Ейнштейна про науку і життя
Альберт Ейнштейн був синонімом слова «Геній». Саме так, з великої літери. Не дарма кажуть, що талановита людина талановита у всьому. Геніальність теж можна назвати талантом, так як це унікальна особливість людини бути розумним, розважливим ...
Новини
Створена захисна тканина, здатна нейтралізувати хімічну зброю
Хімічна зброя є одним з найбільш небезпечних видів зброї масового ураження. І якщо на зорі розвитку хімічна зброя вражало людини через дихальні шляхи, то сучасні зразки здатні проникати навіть через незахищені ділянки шкіри і слиз...
Рецепт темної матерії може включати сверхкритическую рідина
За роки досліджень стало зрозуміло, що темна матерія поводить себе огидно. Цей термін був введений близько 80 років тому астрономом Фріцем Цвикки, який усвідомив, що для того, щоб не дати окремим галактик збігати в гігантських гал...
Скільки у Всесвіті чорних дір?
В третій раз за історію ми безпосередньо чорних дір: гравітаційні хвилі, що з'явилися в результаті їхнього злиття. У поєднанні з тим, що ми вже знаємо про зоряних орбіт біля галактичного центру, рентгенівських і радіонаблюденій ін...
Дивні звички Альберта Ейнштейна: чому можна повчитися у генія?
Відомий винахідник і фізик Нікола Тесла часто розминав пальці ніг. Кожну ніч він багаторазово «стискав» пальці, по 100 разів на кожній нозі, за словами письменника Марка Сайфера. Хоча не зовсім зрозуміло, що ще включало його вправ...
Фізики знайшли можливу пролом в Стандартній моделі
Фізики з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі виявили явище, яке не можна підвести під одне основне припущення, яких дотримується Стандартна модель фізики. Такий висновок був зроблений після того, як вчені розглянули три ...
Штучний інтелект навчився грамотно розпізнавати мову серед шуму
Віртуальні асистенти та системи розпізнавання голосу досить добре навчилися «дізнаватися» те, що їм говорить людина, і виконувати його команди. Але для коректної роботи тих же Siri і Cortana сторонній шум може стати вели...
Вчені наблизилися до створення установки для штучного фотосинтезу
Кисень є основою життя практично всіх істот на нашій планеті. І з'являється він, як відомо з курсу шкільної біології, в процесі фотосинтезу, що проходить у листках і стеблах рослин. Вчені з різним ступенем успішності багато разів ...
Створено перший двомірний магніт товщиною в один атом
Як повідомляє редакція журналу Nature, групі вчених з університету Вашингтона вдалося отримати з'єднання на основі хрому і йоду. По своїй структурі з'єднання є чимось на зразок аналога графена, маючи товщину всього в 1 атом. При ц...
Є поріг, за який ми не можемо вийти, є речі, яких ми ніколи не дізнаємося. Але дещо-що ми знаємо, і у нас є потужні інструменти: наука, уяву, аналіз. 13,8 мільярдів років тому Всесвіт, який ми її знаємо, народилася в гарячому Вели...
Учені з Великобританії розповіли, чому динозаврів неможливо повернути до життя
Важко знайти людину, яка не чула б про серії фільмів «Парк юрського періоду», запущеної в далекому 1993 році Стівеном Спілбергом. Теорія повернення динозаврів шляхом клонування, показана у фільмі, до цих пір виглядає дос...
Місія до сонця захистить нас від сонячних бурь і допоможе в освоєнні космосу
Молитви, жертвоприношення, сонячні ванни — можна сказати, люди поклоняються сонцю з незапам'ятних часів. І це не дивно. Воно всього в 150 мільйонів кілометрів — це досить близько, щоб його світло, тепло і енергія підтримували всю ...
Американські вчені створили м'якого робота
З 29 травня по 3 червня у Сінгапурі проходить міжнародна конференція з робототехніки та автоматизації. І в рамках цього заходу вчені з США представили практично повністю м'якого робота. Їх винахід має 4 кінцівки і, як стверджують ...
Якщо температура підніметься вище певного порогу, клітина колапсує і помре. Одне з найпростіших пояснень цього недоліку теплостійкості полягає в тому, що білки, необхідні для життя, — ті, які витягують енергію з їжі або сонячного ...
10 гучних випадків, коли наукові лаври дісталися не тим
В школі ми так багато дізнаємося про всяких вчених, тому що вони зробили безцінні відкриття і знайшли безліч важливих рішень у всьому, від жахливих хвороб до геніальних технологій. Однак історія часто буває не тим, що ви бачите в ...
Що відбувається, коли випаровується сингулярність чорної діри?
Не так просто уявити, враховуючи все різноманіття форм, які приймає матерія у Всесвіті, що протягом мільйонів років існували тільки нейтральні атоми газу водню і гелію. І точно так само важко уявити, що одного разу, через квадрилл...
Співробітники MIT навчилися «програмувати» макарони
Вчені з Массачусетського технологічного інституту займаються не тільки розробками в галузі робототехніки та електроніки, але ще і в сфері модернізації харчової промисловості. Не так давно під час конференції Асоціації з обчислювал...
Флуктуації простору і часу: запропоновано нове пояснення темної енергії
У новому дослідженні вчені Університету Британської Колумбії припустили, що Всесвіт розширюється з-за флуктуацій простору і часу. На поточний момент навколо загадкової темної енергії сгрудилось багато переплутаних теорій. Нове дос...
Шанси на ваше поява були не так вже й малі
Для того щоб ви існували, дуже багато неймовірних подій повинні були розвернутися певним чином. Правильна яйцеклітина і сперматозоїд повинні були зустрітися, щоб створити вас з певною послідовністю ДНК, і вдихнути в вас життя; у о...
Чи може свідомість людини впливати на фізичний світ?
Мабуть, один з найбільш інтригуючих і цікавих феноменів квантової фізики був у тому, що Ейнштейн називав «моторошним дією на відстані», також відомим як квантова заплутаність. Цей квантовий ефект лежить в основі роботи квантових к...
Може Всесвіт одного разу схопитися?
Одним з найважливіших досягнень 20 століття стало точне визначення того, наскільки великий, обширною і масивної є наш Всесвіт. Маючи приблизно два трильйони галактик, укладених в обсязі радіусом 46 мільярдів світлових років, наша ...
Примітка (0)
Ця стаття не має коментарів, будьте першим!