首页 历史上的今天 2017年 6月5日 人类首次在室温下造出“液态光”

2017年6月5日

人类首次在室温下造出“液态光”

    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。

这些充满想象力的发现都利用了物质在极端情况下的奇异状态。

气态、液态、固态、等离子态、和费米子凝聚态),遵从量子力学而非经典物理,也是本此研究中最重要的理论支柱。

80 年前,爱因斯坦和印度物理学家玻色就基于量子力学预言了这一物态的存在,爱因斯坦甚至因为其太过奇特的性质而对自己的理论产生了怀疑。

科学家在2.17K的温度条件下发现氦的同位素,氦-4突然从正常流体突然转变为粘性为零的超流体。然而,当时人们还未把超流现象和爱因斯坦的理论联系起来。

约两千个铷原子的聚合体

不过研究成果最终还是为他们赢得了2001年的诺贝尔奖

由此可见,这一回的常温液态光简直6到飞起!在不远的未来,我们期待这种物态会呈现出更多神奇的物理特性,继续为人类带来意想不到的新发现。

为什么液态光会有这些不可思议的特质?这得从一种叫超流体的特殊现象说起。

由于没有摩擦力,它可以永无止尽地流动。而表现出该性质的物质被称为超流体,此次制造出的液态光就是超流体状态下的光。

超流体一般只存在于接近绝对零度的极端环境中,因为多数超流现象是玻色-爱因斯坦凝聚态的体现——当粒子聚合物冷却至一定程度时,就会以最低能态凝聚,此时它们处于一种基于波粒二象性形成的半量子态,故费米子可以像玻sè子一样在狭小的空间内凝聚

如此一来,因为其高度相干的量子性质,流动时摩擦力和粘性消失也不足为奇了

历史今天》LSJT君就不再这里继续往下扯了。

www.weixinyidu.com   免责声明
版权声明:本站收录微信公众号和微信文章内容全部来自于网络,仅供个人学习、研究或者欣赏使用。版权归原作者所有。禁止一切商业用途。其中内容并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。如果您发现头条易读网站上有侵犯您的知识产权的内容,请与我们联系,我们会及时修改或删除。
本站声明:本站与腾讯微信、微信公众平台无任何关联,非腾讯微信官方网站。
";