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6月5日历史上的今天2017年6月5日的今天,人类首次在室温下造出“液态光”,该历史事件记录为2017年6月5日年间的历史文献线索

常驻编辑 历史上的今天 2022-09-22删除本文 来源: 6月5日

    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。MQC拜客生活常识网

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。MQC拜客生活常识网

人类首次在室温下造出“液态光”MQC拜客生活常识网

图 | 艺术家对液态光的想象动画MQC拜客生活常识网

此次突破由意大利CNR纳米技术研究所和加拿大蒙特利尔理工学院的科研人员共同完成,相关论文发表在2017年6月5 日的《自然·物理》上。该研究的成功实施为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MQC拜客生活常识网

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图丨上图为一般液体碰到障碍的反应;下图为液态光碰到障碍的反应MQC拜客生活常识网

其实,在某些特定情况下,光的确可以变成液体,成为一种超流体,但是,要实现这种效应需要非常苛刻的条件,因为液态光属于玻色-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。MQC拜客生活常识网

团队首席科学家、来自意大利 CNR 纳米技术研究所的 Daniele Sanvitto说:“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”。MQC拜客生活常识网

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图丨该项目的两位负责人Daniele Sanvitto 和 Stéphane Kéna-CohenMQC拜客生活常识网

研究团队的另一名负责人 Stéphane Kéna-Cohen 则描述了液态光一个更为戏剧化的效果: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,表现出零摩擦零粘性这两个特性。MQC拜客生活常识网

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图丨随着能量的增加,流体在经过物质时逐渐有了超流体的性质。四组对比图分别描述的是电磁极化子的分布、强度、动量、和密度MQC拜客生活常识网

不难看出,液态光的制备方法与金属超导的实现方法有相似之处: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。MQC拜客生活常识网

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图丨该实验的光学设置,两个镜片之间存在一层极薄的有机分子片MQC拜客生活常识网

那么,这一次科学家是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。MQC拜客生活常识网

然后,研究人员用周期为 35 飞秒的激光脉冲轰击这个系统,使得光子在镜片间来回弹射。在这个过程中,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。MQC拜客生活常识网

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图丨极化激元MQC拜客生活常识网

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