室溫下超流體性質的光

科學家知道光由波組成已經幾個世紀了，但光也能像液體那樣波狀起伏、在障礙物周圍迴旋這一事實卻是最近才被發現，仍然是一個熱點研究領域。光的「液體」性質只有在特殊情況下才會出現，此時形成光波的光子能相互作用。

義大利萊切的CNR NANOTEC研究者與加拿大蒙特利爾工學院的研究者合作，證實對於「穿戴」電子的光線，會發生更加顯著的效應。光會變成超流體，能無摩擦地流經障礙物並在障礙物後方重新聚合，不產生任何漣漪。該研究已發表在自然物理學上。

credit: 煎蛋畫師Dealter

Daniele Sanvitto領導了觀測到該現象的實驗研究小組，稱：「超流動性是一個令人印象深刻的效應，通常只有在接近絕對零度的情況下才能觀察到，比如液態氦和超冷原子氣體。我們證實在室溫下利用名為電磁極化子的光-物質粒子也能產生超流動性。」

「超流動性使得液體能在缺乏黏度的情況下從容器中泄露出去，與所有粒子凝聚於被稱為玻色-愛因斯坦冷凝物狀態的能力有關，也被稱為物質第五種狀態。在此狀態下，粒子行為方式類似於單個宏觀波的行為，以相同的頻率振蕩。」

「有一些類似的現象，比如在超導體中：成對電子凝結產生超流體或者超導電流，能無損導電。」

這些實驗證實在室溫下是可以獲得超流體的。在未來的光子器件中可能大展身手。

蒙特利爾團隊的協調員Stéphane Kéna-Cohen說道：「為了在室溫下實現超流動性，我們將一片超薄有機分子薄膜夾在兩塊高反射鏡面中間。光線在兩塊鏡面之間不斷來回反射，與其中的分子相作用，形成混合光-物質液體。由此，我們就能結合光子的諸如光有效質量和快速性等性質和分子內電子導致的強相互作用。在正常情況下，在干擾液體流動的物體附近，液體會波狀起伏並迴旋。而在超流體中，這種擾動就被壓制了，導致液體不被改變地按照原本的方式繼續流動。」

研究團隊稱：「這種效應是在不受干擾條件下觀測到的，表明可用於大量未來研究中，不僅包括通過桌面實驗研究與玻色-愛因斯坦冷凝物有關的基本現象，還包括構想和設計未來基於光子超流體的設備，完全抑制損耗，利用新的意料之外的現象。」

論文原文：doi:10.1038/nphys4147

本文譯自 phys，由譯者 CliffBao 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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