不可思議!「光」或能成為液態,科學家:這種形態稱為「第五態」
前言:不可思議!「光」或能成為液態,科學家:這種形態稱為「第五態」
物理學家們在日常室溫的條件下首次完成了「液體光」的創造,使得「液體光」這種聽起來形式奇異的物質,在今後的製造中更加容易獲得。這種「液體光」是一種潮流體的物質,既沒有摩擦力也沒有任何粘性,它屬於Bose–Einstein 凝聚態的一種,也稱之為物質形態的「第五態」,即光呈現出在物體周圍或者角落裡流動的狀態。
一般的光有時候像波線一樣傳播,有時候如同一個粒子,總是順著直線方向進行傳播。這就是人的眼睛無法完全看見角落物體的原因了。但是在上述的極端環境下,光也可以如同液體一般進行流動,而且可以繞著物體進行流動。
科學家們對Bose–Einstein 凝聚態這種形式的物質非常感興趣,因為這種物質狀態下,所有的物體規律會發生極大的變化,已經不再屬於經典物理的範疇,而是轉向了更高深的量子物理的範疇,而且這種Bose–Einstein 凝聚態表現出非常顯著的波動性。它們若要形成,須得在絕對0度或者接近絕對0度的條件下,才能夠轉化形成,而且僅僅存在零點幾秒。
但是也有研究者聲稱,這種Bose–Einstein 凝聚態物質,就彷彿科學怪獸Frankenstein曾經製造出來的「怪物」一般,是一種在正常環境中混合這不同形態的全新物質。義大利的納米技術研究者Daniele Sanvitto說:「此項研究最震驚世人的是,當前我們已經做到了在室溫的情況下使用電磁極的粒子來產生一個完全流體形態的超級物質。」
此次試驗過程中是如何在室溫之下製造出液態光的呢?據Stéphane Kéna-Cohen介紹,科學家在2個超反射器之間放入130納米厚度的有機分子,並且使用速度為每飛秒35的脈衝對它進行轟擊,致使分子和光子以超強的效率在撞擊的過程中交錯和交換,因而就形成了又有光的本身屬性又有物質特性的「液態光」。其中,研究者在分析該實驗時看到,兩者在相互撞擊之時就會產生「耦合」現象。在「耦合」之時會因撞擊而生成數量巨大的附帶電磁准粒子,簡單來說,「液體光」就是在准粒子中生成的超流體。關於「超流體」的假設在2007年就被科學家提出了,當時就認為這種超流體最顯著的特點就是可以在室溫環境下實現,如今果真成為現實。
來自蒙特利爾加拿大理工學院的科恩博士說:「通過這樣的手段,我們能夠把光子的性質(包括光的慣性質量和超速度,其中,慣性絕對值越小,導電性也越弱)和分子中電子進行的強互動運動(比如把原子核進行全面結合的核力)結合起來。」以這種方式生產的「新液體」自身還有著一些非常奇妙的性質。在各方面都處於常規的情況下,當流體流動時,一定會產生波紋和渦流,但超流體不會產生。
Kéna-Cohen解釋說:「這種湍流在超流體中,只有當遇到障礙物時才可能被抑制,這是為了使流體保持同樣的姿態不變。」
而此前的超導體研究中,所用的實驗原理也是相似的,但是製造電阻材料的時候就要在零度的環境下進行冷凍,假如可以借鑒此次「液體光」的製作方法,科學家就可以在普通溫度中進行超導材料的製作。很多科研人員都認為,「液體光」對於物理新假設來說,是個絕好的例證,這也是流體動力發展的一次驕傲,同樣為此後實現在室溫之下進行設備製造奠定基礎,這些電磁技術可以使LED、PA等材料的生產變得高效,也會使材料耗能變少。


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